Полученные данные проливают свет на эволюцию поведения млекопитающих, включая поведение человека, и лежащие в его основе механизмы мозга.«Как человек по-разному реагирует на окружающую среду, исходя из своего опыта? Чем он отличается от других?
Это некоторые из фундаментальных вопросов, которые помогает нам решить подобное исследование », — сказала доцент TSRI Лиза Стоуэрс, старший автор нового исследования, опубликованного в выпуске журнала Cell от 24 апреля 2014 года.Исследование было сосредоточено на важном поведении мышей, известном как нанесение меток.
В дикой природе мыши-самцы обычно метят свою территорию брызгами мочи. «Его цель — заявить о своем присутствии женщинам и отпугнуть подчиненных мужчин», — сказал Стоуэрс. Но иногда мышь натыкается на след в моче, сделанный другой мышью.
В ответ он может оставить отметку — сказать: «Нет, это моя территория». Однако, если метка мочи была получена от локально доминирующей мыши, подчиненная мышь не сделает отметку и просто двинется дальше.
Полученные данные бросают вызов традиционному представлению о том, как феромоны работают у животных, таких как мыши. До сих пор считалось, что эти соединения вызывают поведение очень напрямую и просто — одно соединение при обнаружении запускает одно поведение — так что поведения, критически важного для выживания и воспроизводства, не нужно учить.Химические подсказки
Чтобы лучше понять химические сигналы, которые определяют решения по контрмаркировке, Стоуэрс и ее команда, включая первого автора Энджелдип В. Каур, затем научного сотрудника лаборатории Стоуэрса, исследовали специальный набор из 21 молекулы в моче мышей. Эти предполагаемые сигнальные молекулы, известные как основные белки мочи (MUP), связаны с выработкой тестостерона и обнаруживаются в высоких концентрациях в моче взрослых самцов мышей.MUP не являются пахучими веществами, обнаруживаемыми основной обонятельной системой; это феромоны, обнаруживаемые вомероназальным органом (VNO) в передней части носа мыши.
У людей, по-видимому, нет работающего VNO, но у мышей, как и у многих других млекопитающих, есть; и поскольку VNO служит более или менее прямым триггером поведения, он может быть удобным и мощным инструментом для изучения такого поведения и нейронной логики, на которой оно основано.Самец мыши в дикой природе выражает свою собственную отличительную комбинацию нескольких MUP в разных соотношениях — то, что было выдвинуто гипотезой как феромонный «штрих-код» идентичности. Подвергая мышей — и даже их нейроны VNO в культурах срезов ткани — одиночным и комбинированным MUP, Каур, Стоуэрс и их коллеги смогли подтвердить, что самцы мышей изучают свой собственный код и могут отличать его от кодов, содержащихся в метках мочи. от других мышей.«Когда метка мочи содержит набор MUP, которые похожи на собственный репертуар мыши, он не реагирует на нее, но если мы изменим набор MUP в метке, он сделает отметку», — сказал Стоуэрс.
Однако эксперименты показали, что мышь не сможет пометить пятно чужой мочи, если она ранее научилась связывать воспринимаемый набор MUP в этой моче с доминирующей мышью. Этот ответ показывает, что VNO способна активировать поведение более сложным, универсальным и менее запрограммированным образом — и, таким образом, больше похожа на другие сенсорные системы, встречающиеся у людей.
«Здесь используется то, что мы называем комбинаторным кодированием, и в то же время оно зависит от предшествующего обучения, и обе эти особенности также присутствуют в основной обонятельной системе», — сказал Стоуэрс.В целом, результаты показывают, что даже в VNO небольшое количество сигнальных молекул, работающих через небольшой набор нейронов, может гибко управлять несколькими различными формами поведения, включая такие поведения, как ярость и дискриминация себя / других, которые также являются основными элементами. человеческого опыта.
«Здесь мы используем VNO как простую модельную систему, но значение этих схем кодирования выходит за рамки VNO — мы подозреваем, что они обычно используются мозгом млекопитающих», — сказал Стоуэрс. «И теперь, когда мы знаем эти сигнальные молекулы, нейроны и поведение, которое они активируют, мы можем начать следить за цепями в мозгу, чтобы исследовать, как возникает такое поведение».