Ученые превратили мышей в яростных хищников с помощью лазера
Сейчас мыши спокойны, но уже через секунду одна будет яростно грызть прутья клетки, а вторая с быстротой молнии настигнет аппетитное насекомое и одним движением оторвет ему голову. Все потому, что исследователям впервые удалось «взломать» часть мышиного мозга, отвечающего за охотничий инстинкт, с помощью точечного воздействия лазеров на конкретные нейроны. Более того, они обнаружили центр охоты в необычном месте — той области мозга, которая отвечает за страх.
Иван де Араужу изначально не был заинтересован в превращении мышей в маньяков. Нейробиолог из Йельского университета обычно занимался изучением поведения грызунов во время кормления. Однако несколько лет назад он наткнулся на исследование от 2005 года, которое обращало внимание на то, что мозжечковая миндалина (небольшая миндалевидная часть мозга, связанная со страхом и тревогой) у крыс проявляет повышенную активность как по время охоты, так и во время трапезы. Это казалось странным, поскольку большая часть исследований мозга, связанных с миндалиной, была сосредоточена на эмоциях покорности и инстинкте самосохранения.
Для дальнейшего изучения связи между этими явлениями, де Араужу и его команда обратились к ортогенетикам, которые разработали технологию стимуляции нейронов с помощью лазерных пучков. В прошлом, исследователи использовали эту технику для манипуляций с памятью у мышей, чтобы заставить последних чувствовать жажду. Теперь ученые задались вопросом, могут ли они использовать ту же технологию для того, чтобы искусственно вызвать у грызунов определенные паттерны охотничьего и пищевого поведения. При этом грызунам не обязательно было выполнять всю программу охоты от начала до конца: настигнуть добычу, обхватить ее челюстями, вонзить зубы в плоть и разорвать на части. Однако именно это и произошло.
Команда обнаружила, что в процессе задействованы два пути, осуществляющие работу в тандеме. Один контролирует преследование добычи (PAG), а другой отвечает за точные укусы (PCRt). Активация PAG с помощью лазера позволяла контролировать скорость движения мыши, и, соответственно, активация PCRt давала контроль над силой укуса. Когда ученые запустили сразу оба пути, мышь превратилась в разъяренного берсерка, потрошащего все на своем пути — насекомых, крышки от бутылок, даже щепки и мусор. Об этом команда сообщила в работе, опубликованной в журнале Cell. «Кажется, миндалина является центром организации двигательного поведения животного… Раньше мы не думали о ней в этом ключе», признается Иван.
Тем не менее, активация PAG и PCRt вовсе не превращает мышей в одержимых убийц. Грызуны оказывали агрессию только в отношении небольших объектов, а не друг друга, они охотились, а не убивали всех без разбора. Это говорит о том, что другие части мозга могут сдерживать активность миндалины в разумных пределах. Что же касается того, почему центры страха и охоты находятся в одном и том же месте, то все не так уж и необычно: в природе два этих поведения тесно взаимосвязаны. Когда мышь покидает свою нору для охоты, ей приходится постоянно беспокоиться о том, чтобы самой не превратиться в добычу. Впрочем, как и любое научное открытие, работа вызвала много вопросов, которые нуждаются в уточнении и проверке, так что настоящая работа у исследователей еще впереди.
