Активность в преоптической зоне гипоталамуса ведет к запуску репродуктивного поведения у мышей, тогда как возбуждение в вентромедиальном гипоталамусе связано с проявлением агрессии. К такому выводу пришли ученые из Калифорнийского технологического университета.
Они исследовали садки — те самые неловкие движения, которые собаки иногда делают с ногами людей. Такое поведение обычно ассоциируют с сексуальным возбуждением у животных, что не всегда верно. Нейрофизиологи попытались разобраться в мотивации данного поведения у мышей и нашли тонкую грань между любовью и ненавистью в их мозге. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Лаборатория, в которой проводили исследование, занимается социальным поведением, связанными с ним эмоциями и процессами в мозге. Наблюдая за мышами, ученые заметили, что иногда самцы напрыгивают на других самцов так же, как на самок перед спариванием.
Не было понятно, пытаются ли они спариваться и просто перепутали пол партнера или же пытаются показать превосходство. Существует ли разница в мотивации при взаимодействии с самцами и самками? Если да, то чем она обусловлена в мозге?
Чтобы ответить на вопросы, ученые записали видео самцов, напрыгивающих на других особей разного пола. Затем видео проанализировали с помощью нейросети и не нашли значимых различий в поведении относительно самцов и самок.
Разницу удалось обнаружить в другом — самцы издают ультразвук, напрыгивая на самок, но не на других самцов. Человек не способен слышать на этой частоте, но «песню» можно записать с помощью специального микрофона. Еще одно различие заключается в том, что самцы вступают в драку после подобного взаимодействия, чего не происходит с самками. Из результатов следует, что мотивация относительно самцов и самок отличается. В случае самцов мы имеем дело с доминированием и легким проявлением агрессии, а не с репродуктивным поведением.
Следующей целью было выяснить, какие отделы мозга ответственны за различные типы садок.
Когда самец напрыгивает на самку, активируется гипоталамус, ответственный, в том числе, за голод, жажду, метаболизм и оборонительное поведение. В частности, возбуждение появлялось в медиальной преоптической области (medial preoptic area, MPOA) и вентролатеральной части вентромедиального гипоталамуса (ventromedial hypothalamus VMHvl). Первая активировалась при взаимодействии с самкой, вторая — с самцом.
Команде ученых удалось определить конкретные группы нейронов, которые активируются при репродуктивных и агрессивных садках. Более того, исследователи научили нейросеть предсказывать поведение мышей по паттернам активности нервных клеток.
Далее выясняли, действительно ли найденные регионы контролируют поведение или просто коррелируют с ним. Для ответа на вопрос использовали методы оптогенетики. Ученые возбуждали светом вентромедиальный гипоталамус, когда самцы напрыгивали на самок и «пели». Их активность сменялась на агрессию. И наоборот, при стимуляции медиальной преоптической области агрессия к другому самцу сменялась на попытки спариться, появлялась «песня».
Открытие дает нам лучше понять, как мозг млекопитающих контролирует эмоции и, быть может, однажды позволит чуть лучше разобраться в сложном человеческом поведении.
Текст: Анастасия Новицкая