Главная страница > Новости > Изучен мозг мышей-победителей

Изучен мозг мышей-победителей

23 февраля 2016

Такие животные после победы становились еще более агрессивными, а в их гиппокампе — одной из ключевых структур мозга — появлялись новые нейроны. Кроме того, при возможности продолжать драки наблюдались определенные изменения в активности нервных клеток. Ученые надеются, что новая информация о нейробиологических основах агрессии не только поможет в понимании этого важного феномена, но и подтолкнет исследования в других областях — вплоть до поиска причин аутизма и схожих с ним расстройств у людей.

В ходе экспериментов ученые сажали пару самцов в одну клетку, разделенную сеткой на две части. Сетка позволяла животным видеть, слышать и чувствовать запах друг друга, но, естественно, не давала пускать в ход зубы. Каждый день, примерно в послеобеденное время, сетку убирали, после чего между грызунами сразу же происходили схватки.

Через пару-тройку стычек определялся победитель, которого потом (если возникало опасение за судьбу проигравшего) снова отделяли от соседа сеткой. Каждая пара самцов таким образом «сражалась» три дня подряд, после чего ученые меняли мышей клетками, пересаживая случайным образом побежденных к другим соседям (при этом побежденные каждый раз оказывались в паре с другими победителями).

На этом снимке показаны представители линии мышей C57BL, которая очень часто используется в биологических исследованиях. Кстати, сокращение BL в названии значит black, то есть черный. Так что типичная лабораторная мышь вовсе не белая

Исследователей волновала не только агрессивность разных особей грызунов, но и связь их «злобности» с их поведением в обычной жизни, а именно с уровнем тревожности в тех или иных ситуациях. Для этого была проведена вторая серия тестов. Мышей сажали в крестообразный лабиринт, в котором один коридор был закрытым, а второй представлял собой открытую площадку. Чем больше времени мыши предпочитали отсиживаться в темном закрытом пространстве, тем больше их поведение можно было охарактеризовать словами «избегающий риска» (соответственно, уровень тревожности у них был повышенным).

Еще одна серия тестов позволила ученым охарактеризовать «наглость» отдельных самцов. Для этого мышей посадили в клетку с прозрачной перегородкой, за которой сидел другой самец. Чем больше времени та или иная особь проводила рядом с перегородкой (демонстрируя явное желание вступить в драку с соперником за ней), тем больше баллов ей начисляли по этому параметру.

Все тесты показали, что опытные самцы, успешно победившие в ряде драк, ведут себя более «нагло»: они чаще подходят к прозрачной загородке и скорее нападают на соперника. Если мышам не давали драться какое-то время до опыта, они становились еще агрессивнее: время перед атакой сокращалось едва ли не втрое, а сами драки становились продолжительнее. Но, что особенно интересно, у животных одновременно росла тревожность: самец, благополучно выдравший клочья шерсти из спины более слабого грызуна, больше избегал открытого пространства и предпочитал по возможности отсиживаться в темноте.

На следующем этапе биологи изучили мозг всех грызунов. Оказалось, что при повторных драках в гиппокампе мышей усиливается производство определенного (стандартного для такого рода исследований) белка, при этом его становится меньше в миндалевидном теле. То есть происходит перестройка работы клеток в разных отделах мозга. Привыкшие к дракам грызуны не просто ведут себя иначе: их мозг начинает работать иным образом. Кроме того, в гиппокампе таких мышей увеличивается число новых клеток. (Тут стоит добавить, что, вопреки общим представлениям, мозг даже взрослого человека или животного пополняется новыми клетками и постоянно изменяется. Про рост числа нейронов в гиппокампе у агрессивных и социально активных грызунов ученые знали и ранее.)

Если же мышь не имеет возможности вступать в новые стычки, то этих изменений в работе существующих клеток мозга не происходит, но при этом новые нейроны все равно появляются.

В относительном выражении эффект варьировался от десятков процентов до двукратного прироста числа новых нейронов, и для всех четырех использованных в опытах мышей эффект оказался статистически значим. Последнее означает, что вряд ли речь идет о случайном совпадении, получить такой результат исключительно за счет индивидуальных отличий животных можно лишь с довольно маленькой вероятностью.

Новые клетки, по-видимому, являются одним из ключевых механизмов роста агрессии и, возможно, тревожности, хотя в последнем ученые пока не уверены. Можно предположить и то, что завоеванную репутацию агрессора и доминанта приходится поддерживать новыми драками, а это занятие не из тех, которые способствуют снижению тревожности.

Свежие результаты в сопоставлении с предыдущими данными даже отчасти сбивают с толку. Ранее было показано, что обычно повышенная тревожность как раз сопровождается снижением нейрогенеза, но в данном случае все наоборот: самцы, в гиппокампе которых было больше новых нейронов, больше избегали выхода на освещенные участки. То ли победа в драке давала эффект, противоположный эффекту тревоги, то ли исследователи столкнулись с каким-то новым феноменом. Установить правду помогут дополнительные эксперименты.

А вот вывод о повышенной активности клеток миндалевидного тела интересен не только в контексте фундаментальных основ поведения у грызунов. Ученые отмечают, что эта часть мозга и у людей вовлечена в целый ряд патологических процессов, включая формирование аутизма. Повышенная тревожность, стереотипно повторяющееся поведение, нарушение способности к коммуникации с другими — эти симптомы наблюдались у мышей из описанных выше опытов и отчасти схожи с теми, которые выделяют в картине аутизма. Возможно, это та связь, которая со временем позволит продвинуться в своих работах не только ученым, но и медикам.

Результаты подсчета числа новых нервных клеток в гиппокампе мышей. Четыре картинки соответствуют четырем разным линиям животных, а темные столбики (winners) отличают победителей драк от проигравших, составивших контрольную (control) группу

Результаты исследования были опубликованы в журнале Frontiers in Neuroscience.

Добавим, что описанная выше схема экспериментов была выбрана не случайно. Наталия Кудрявцева, один из авторов исследования (заведующая сектором нейрогенетики социального поведения в ИЦиГ), является одним из признанных мировых лидеров в изучении биологических основ агрессии, и поведенческая модель, схема изучения агрессии на мышах, отрабатывалась буквально на протяжении десятилетий.

Ссылка на источник.