Дослідники з Бірмінгемського університету вивчали поведінку плодових мушок – зокрема, такий аспект, як прийняття рішень. Як виявилося, позбавлені їжі й можливості паруватися дрозофіли воліють наїстися, ніж кидатися відразу доглядати за самкою і вступати з нею в контакт.
Щоб вижити, тварини повинні щохвилини приймати рішення. Наприклад, вчені раніше виявили, що мухи, позбавлені їжі, відмовляються від сну на користь їжі, а вже потім відпочивають. Але найчастіше тварини стикаються з ситуаціями, коли доводиться вибирати, наприклад, між угамуванням голоду і спарюванням. Тому важливо розуміти, як мозок оцінює альтернативні варіанти і як розставляються пріоритети.
Важливий поведінковий конфлікт виникає тоді, коли тварина не має як їжі, так і партнера для спаровування, через що має вирішувати, віддати перевагу пошуку ресурсів для годування або розмноження. Хоча дефіцит енергії – безпосередня загроза виживанню, залишалося неясно, чи може голод переважати над тягою до відтворення. Авторам нової роботи – вчені з Бірмінгемського університету – вдалося вивчити нейронні механізми, що лежать в основі вибору дрозофіли між розмноженням і годуванням. Дослідження опубліковане в журналі Current Biology.
Плодових мушок (Drosophilidae) використовують в нейробіології, щоб зрозуміти, як поводиться мозок. Ці комахи демонструють складні здібності начебто пам’яті й навчання, однак їх мозок простіший, ніж людський: всього близько 100 тисяч нейронів проти порядку 86 мільярдів нейронів у нас. Проте дрозофіли – відмінна експериментальна модель, що дозволяє побачити, яким чином мозок приймає важливі рішення.
Вчені на 24 години позбавляли самців Drosophilidae як їжі, так і можливості паруватися, а потім ставили перед вибором: сахароза або обезголовлена незаймана самка? Самки без голови – привабливі об’єкти для залицяння, але в основному нерухомі, тому не заважають дослідникам спостерігати за поведінкою самців.
«Самці, позбавлені можливості паруватися і їжі, демонстрували явну перевагу до їжі, перш ніж починати доглядати за самкою. Водночас їх нагодовані однолітки (контрольна група. – прим. ред.) відразу ж звертали увагу на самку і приймалися доглядати за нею », – розповіли автори роботи. Після втамування голоду самці всього через кілька секунд перемикалися на партнерок.
Команда позначила нейрони мозку мушок флуоресцентними маркерами. Потім вони включали або виключали невелике число нейронів і тестували їх вплив на поведінку. В результаті вдалося побачити, як мозок дрозофіли реагує, коли доступні суперечливі варіанти, і як вона робить вибір. Двофотонна кальцієва візуалізація дозволила точно визначити активовані нейрони, коли комахи «розставляли пріоритети».
- Наші бактерії можуть бути нашими господарями, а не навпаки
- Синдром раптової дитячої смерті передбачать за аналізом крові
- Виявлено білок, який запускає серйозну регенерацію шкіри
Як виявилося, передача сигналів тираміну – органічної речовини з групи біогенних амінів – виступає важливим посередником при виборі між їжею і спарюванням. «Нейрони рецептора тираміну (TyrR), що сприяють годівлі, і нейрони P1, що сприяють залицянням, антагоністично модулюються тираміном і виявленням їжі, яке зіставляє поведінку зі станом голоду і доступністю ресурсів. “Нейрони, що вирішують чи харчуватися чи спарюватися, по суті, конкурують. Якщо потреба в їжі гостріша, відповідальні за пошук їжі нейрони візьмуть верх », – додали вчені. Хоча угамування голоду в пріоритеті, вибір все-таки не був фіксованим і залежав від деяких факторів, в тому числі якості їжі.
«Нам ще багато чого належить дізнатися про плодових мушок: наприклад, що відбувається, коли з’являються інші загрози? Чи вирішить муха їсти або тікати від хижака? І що було б, якщо самка зіткнулася з аналогічним вибором? Все це допоможе створити картину прийняття складних рішень в мозку », – сказав Салоні Роуз, один з учасників дослідження.
Зрештою, вивчивши загальні механізми мозку, можна буде краще зрозуміти, як працює складніший мозок – людський – і що відбувається, коли він стикається з різними хворобами й такими станами, як залежність, які впливають на процеси прийняття рішень.
Натхнення: naked-science.ru