Вчені показали малькам акваріумних рибок Danio rerio точки на екрані, що рухаються так само, як самі тварини. Це призвело до активації нейронів у певній частині таламуса риб, які відіграють ключову роль у визнанні родичів і прагненні до компанії.
У мозку Danio rerio є особливий центр соціальності / © Julia Kuhl
Багато тварин живуть серед собі подібних, тобто представників того ж виду. Деяких з них можна назвати еусоціальними, оскільки вони зайняті спільною цілеспрямованою діяльністю і окремо не виживають, деяких — стадними, оскільки вони збиваються в величезні полчища або косяки для спільної годівлі. Безліч ссавців і птахів живуть в групі постійно взаємодіючих особин — це і зграї вовків, і прайди левів, і пташині базари.
Немов якась фізична сила змушує тварин тягнутися один до одного — і залишатися в компанії «своїх». Автори нового дослідження, опублікованого в провідному науковому журналі Nature, вирішили звернутися до біологічних основ цього “суспільного тяжіння” і дослідити частину мозку риб, яка робить можливою їх соціальність.
Щоб утворити групу, тваринам спершу необхідно розпізнати родичів. Як правило, це відбувається інтуїтивно і надзвичайно швидко. Водночас виявити відповідний центр в мозку виявилося аж ніяк не просто.
“Вивчення соціальних взаємодій неминуче зустрічає певні труднощі. Для нас, спостерігачів, подібні дії і реакції завжди перемішані — і на рівні поведінки тварин, і на рівні організації нервових клітин, — пояснив Йоханн Ларш (Johannes Larsch), один з авторів з Інституту біологічного інтелекту імені Макса Планка (Німеччина). – Вся річ у тім, що взаємодіючі індивіди змінюють поведінку один одного. Вони виявляються одночасно і джерелами, і приймачами соціального сигналу. Особливо важко було дослідити роль, яку в цьому відіграє зорова система та пов’язані з нею ділянки мозку».
- У пацієнтів з психічними захворюваннями знайдена загальна сигнатура в мозку
- Робота за малу винагороду подвоїла частоту проблем зі серцем
Вчені прагнули з’ясувати нейрофізіологічні основи розпізнавання родичів на прикладі риб, а точніше — стандартної «робочої конячки» експериментальної біології, Danio rerio. Мальків цієї акваріумний рибки поміщали в свого роду «віртуальну реальність», тобто ємність з екраном, на якому виникали точки.
Ці точки здійснювали різкі смикаються руху – такі ж, які характерні для самого малька-спостерігача. Той в результаті годинами невтомно плив до плями, що рухалася — з його точки зору, не відрізняється від родича. Виходить, ця проста і автоматична реакція “прошита” в невеликому мозку риб.
Що ж відбувається при цьому в голові у малька Danio rerio? Оцінка активності мозку показала, що при погляді рибки на рухи точки активується специфічна група нейронів таламуса. Це область, відповідальна за регуляцію різних фізіологічних процесів, відпрацювання сигналів від органів почуттів і координацію роботи інших відділів мозку.
Точно така ж активація особливих таламічних нейронів відбувається при спостереженні мальком руху родичів. Виходить, перед нами щось, що можна умовно назвати центром соціальної поведінки мозку риб. При цьому виділена група нервових клітин служить посередником, що з’єднує зорову систему рибки з іншими частинами мозку, які теж активуються при контакті з представниками того ж виду.
Після цього біологи вимкнули ці нейрони, спостерігали втрату “суспільного рефлексу” і тим самим підтвердили свою правоту.
“До цього ми знали, що ці інші області мозку беруть участь у соціальних взаємодіях. Однак не були відомі подробиці про зорові стимули, які приводять їх в дію. Наша робота заповнила цю прогалину і дозволила виявити ланцюжки нейронів, які в цьому випадку передають сигнал», — підсумував доктор Ларш.