Лазер превратил обыкновенных мышей в безжалостных убийц

Мыши могут вполне спокойно соседствовать в одной клетке с сверчком и не проявлять никаких признаков агрессии по отношению к "гостю", но уже через мгновение грызуны бросаются на насекомое и разрывают его на части. А всё потому, что учёные всего лишь щёлкнули особым переключателем.

Таким образом исследователям впервые удалось "взломать" часть мозга, которая заставляет животных охотиться. Для этого специалисты использовали лазеры, нацеленные на конкретные нейроны.

Удивительно, но исследователи нашли своеобразный охотничий центр в самом, пожалуй, непредсказуемом для него месте: в области мозга, отвечающей за страх.

Изначально ведущий автор работы нейробиолог Иван де Араухо (Ivan de Araujo) из Йельского университета не был заинтересован в превращении лабораторных мышей в "маньяков". Исследователь проводил совершенно другие опыты с животными в своей лаборатории. Однако несколько лет назад он наткнулся на один очень любопытный труд.

Исследование предполагало, что миндалевидное тело (небольшая миндалевидная часть головного мозга, связанная в том числе со страхом и тревогой) оставалась активной во время охоты и питания у крыс. Такие выводы показались де Араухо довольно странными, поскольку большинство исследований в области миндалевидного тела сосредоточены на других эмоциях, связанных с защитой или покорством.

Де Араухо решил лучше изучить эту необычную связь, и с этой целью он и его коллеги обратились к оптогенетике — области науки, когда нейроны модифицируются таким образом, чтобы стать чувствительными к свету лазерного луча. Ранее специалисты неоднократно применяли этот метод в экспериментах на мышах, например, чтобы заставить их изменить воспоминание или почувствовать жажду. Но на этот раз нейробиологам было интересно выяснить, могут ли они использовать оптогенетику, чтобы заставить грызунов имитировать определённое поведение охотника?

Конечно, учёные не ожидали, что животные будут выполнять роль охотника от и до: определить добычу, выследить её, догнать и вонзить в неё зубы, чтобы "подарить" смертельный укус. Однако именно это и случилось.

Нейробиологи выделили участки мозга, которые координируют такого рода поведение. Они обнаружили, что разные наборы нейронов в миндалевидном теле работают в тандеме, чтобы животное смогло охотиться. Один контролирует преследование добычи (PAG), второй управляет точностью укуса (PCRt). Нацеливание лазера на PAG заставляло мышь двигаться быстрее или же медленнее, а нацеливание на PCRt регулировало силу укуса грызуна, делая его более слабым или более сильным.

Если учёные стимулировали обе группы нейронов в одно и то же время, то мышь останавливалась на своём пути и начинала охотиться практически на всё, что могла найти – сверчков, древесные опилки, даже бутылочные крышки, а потом впивалась в них зубами.

 

Специалисты отмечают, что всё-таки активация PAG и PCRt не превращала грызунов в несдержанных убийц: животные преследовали маленькие объекты, а не других мышей, например. Такие данные говорят о том, что другие части мозга всё же могут удерживать "перевозбуждённое" миндалевидное тело под контролем, считает де Араухо.

"Результаты исследования предоставляют действительно увлекательные и неожиданные данные. Интересно, как это соотносится со страхом? ", — комментирует исследование нейробиолог Кэй Тай (Kay Tye) из Массачусетского технологического института.

Возможно, говорит Тай, центры страха и охоты расположены в одной части мозга по той причине, что оба поведения связаны между собой в дикой природе. Например, если мышь покидает свою нору во время охоты, она одновременно должна опасаться и других хищников (или же наоборот потерять страх перед ними).

Речь не просто о физиологии, это выслеживание добычи, её преследование, смертельный укус, последующее освобождение жертвы и поедание останков, говорит исследовательница. "Всё это двигательные последовательности и удивительно, что можно добиться такого поведения, воздействовав столь грубым образом", — добавляет Тай.

"Как и все хорошие открытия, исследование поднимает много новых вопросов. Например, о миндалевидном теле и о том, как же работает мозг на самом деле", — заключает нейробиолог из MIT.

Сейчас учёные хотели бы выяснить, как активируются эти наборы нейронов в реальной жизни.

Исследование о "кровожадных" мышах было опубликовано в научном издании Cell.

Добавим, что ранее учёные научились контролировать боль с помощью света.