Ви задавалися питанням, як соціальна дистанція впливає на мозок? Міжнародна команда вчених на чолі з Ерін Шуман (Erin Schuman) з Інституту мозкових досліджень імені Макса Планка виявила мозкову молекулу, що функціонує як «термометр» присутності інших тварини. Риба даніо-реріо «відчуває» присутність інших через специфічні механічні подразники та рухи води – це активує мозковий гормон. Різні соціальні умови можуть призвести до тривалих змін у поведінці тварин. Так, наприклад, соціальна ізоляція може мати руйнівний вплив на людей і тварин, зокрема на даніо-реріо. Досі відомо небагато про мозкову систему, що аналізує соціальний світ.
Продукування нейропептиду Pth2 у мозку даніо-реріо відображає присутність інших. Зображення: Max-Planck-Institut für Hirnforschung / J. Kuhl.
Аби вияснити, чи гени нейронних клітин реагують на зміни в соціальному оточенні, аспірант Лукас Еннесер (Lukas Anneser) та його колеги впродовж різних періодів часу тримали даніо-реріо або в ізоляції, або разом з іншими рибами. Науковці застосували секвенування РНК, щоб виміряти рівень експресії тисяч нейронних генів.
«Ми знайшли кілька генів, функціонування яких виглядало інакше у тих риб, що перебували в соціальній ізоляції. Один з них кодує паратиреоїдний гормон 2 (Pth2) – малодосліджений пептид в мозку. Несподівано, але експресія pth2 відображала не лише присутність інших даніо-реріо, а й густину особин в оточенні. Коли риби перебували в ізоляції, pth2 зникав з мозку, хоч рівень генетичної експресії зростав – за принципом термометра – коли інші риби опинялися в тому ж басейні» – пояснив Аннесер.
Дослідники перевірили також, чи вплив ізоляції можна зробити зворотним. Для цього науковці помістили в соціальне середовище риб, які раніше перебували в ізоляції. «Лише через 30 хвилин після усвідомлення присутності інших показники pth2 суттєво покращилися. Через 12 годин в басейні з представниками свого виду даніо-реріо засвідчили такі ж показники pth2, які виявили у тварини, що постійно перебували в компанії інших, – сказав Аннесер. – Така швидка й значна регуляція була неочікувана й свідчила про сильний зв’язок між генетичною експресією та соціальним середовищем».
Тож які органи чуття використовували тварини, щоб розпізнати побратимів навколо, в результаті чого змінювалася генетична експресія? «Ми змогли продемонструвати: важливим чуттям, що керує експресією pth2, є не зір, смак чи запах, тут йдеться про сприйняття механістичних подразників. Даніо-реріо відчували плавальні рухи риб, що перебували навколо», – сказала Шуман.
Риби сприймали рухи в своєму середовищі через бічну лінію – особливий орган чуття. Щоб перевірити значення механістичного сприйняття при керуванні експресії pth2, команда вчених вилучила чутливі до руху клітини всередині бокових ліній риб. У досі ізольованих риб вилучення цих клітин заважало зростанню рівня нейрогормону, що напередодні надійно свідчив про присутність інших.
Як і люди, що чутливі до руху, даніо-реріо особливо реагують на плавальні рухи інших риб. Науковці виявили, що рухи води, спричинені плавальною поведінкою інших риб в басейні, зумовлюють зміни експресії pth2. «Личинки даніо-реріо плавають в особливий спосіб, причому почергово ударяють воду або ковзають у ній. Ми наслідували такі рухи води, запрограмувавши мотор їх симулювати. Цікаво, що штучні рухи призвели до підвищення рівня експресії pth2 майже в такій же мірі, як і присутність справжньої компанії», – пояснив Аннесер.
«Наші дані засвідчують несподівано значну роль відносно недослідженого нейропептиду Pth2: він визначає густоту соціального середовища та реагує на зміни цього середовища. Ясно, що присутність представників свого виду може мати вагомий вплив на доступ тварини до ресурсів, а як наслідок – на її виживання. Тобто цілком ймовірно, що нейрогормон pth2 – це «соціальний мозок», який регулює поведінкові мережі», – констатувала Шуман.
Was soziale Distanzierung mit dem Gehirn macht
mpg.de, 2/12/2020
Зреферувала С.К.
20.12.2020