Лазеры активируют у мышей инстинкты убийцы

Ученые обнаружили выключатель, который активирует у мышей хищные инстинкты. Когда некоторые части мозга грызунов стимулируются при помощи света, мыши демонстрируют широкий набор охотничьих навыков. Хищное поведение, все это «хватать» и «кусать», которое нам хорошо известно и изучено, оставляет за собой загадку: непонятно, какие схемы мозга в него вовлечены.

Предыдущие исследования показывали, что центральная миндалина, миндалевидная область головного мозга, участвующая в производстве эмоций, включая страх, активировалась, когда крысы охотились. Ученые захотели узнать, может ли миндалина сама управлять охотничьим поведением — и в исследовании, опубликованном в Cell 12 января, говорится, что может.

Для активации центральной миндалины у мышей Иван де Араужу, нейробиолог из Йельского университета в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, и его коллеги использовали технику под названием оптогенетика. Сперва они заразили мышей вирусом, который сделал нейроны мозга чувствительными к синему свету. Затем исследователи использовали крошечное оптическое волокно, чтобы подсветить миндалину синим лазером. Это побудило животных обнажить челюсти и напрячь мышцы шеи. Такого поведения не появлялось, когда ученые стимулировали другие части мозга.

Когда лазер включали, мыши охотились на все, что было у них на пути, от съедобных сверчков до несъедобных пробок для бутылок. Исследователи наблюдали точно такую же активность, когда активировали миндалину при помощи хемогенетики, аналогичного метода стимулирования нейронов молекулами, а не светом. Поведение охотника и кормления появлялось даже когда не на что было охотиться. Когда мыши были в пустых клетках во время активации их миндалин, они прекращали делать то, что делали, располагали передние конечности будто держали пищу и двигали ртом будто жевали.

Пища или друзья

Все это вовсе не означает, что исследователи обнаружили нейронную схему ненасытных, кровожадных мышей, говорит де Араужо. «Первое, о чем мы подумали: возможно, это лишь обобщенная агрессия. Или мы могли сделать мышей очень голодными».

Поэтому команда решила это проверить. Хотя светостимулируемые мыши охотились больше, чем нетронутые, обе группы съедали одинаковое количество. И активируемые лазером мыши все еще могли провести черту между другом и пищей. «Когда они были с другой мышью, они вели себя более любопытно, но никаких атак не следовало», говорит де Араужо. Поэтому ученые окончательно убедились, что опыты запускали хищничество, а не голод или агрессию.

Это имеет большое значение, потому что хищничество представляет собой сложное поведение, говорит Кей Тай, нейробиолог из Массачусетского технологического института в Кембридже. «Это не только физиологическое, это охота, кусание, выпускание и поедание. Эти моторные последовательности требуют много информации, так что необычно, что такое сложное поведение можно запустить при помощи такой грубой манипуляции».

Откройте дверь

Когда-то ученые считали, что центральная роль миндалины в поведении была ограничена страхом. Однако теперь исследование показало, что эта область мозга также участвует в ряде сложных схем поведения, таких, например, как ухаживание. Тай считает, что хищничество может быть одним из примеров поведения, которое лежит на миндалине.

Поскольку центральная миндалина вовлечена в самое разное поведение, говорит она, дальнейшему исследованию предстоит выявить точные нейронные схемы, вовлеченные в охоту. «Центральная миндалина была связана с бегством и полетом — но это совсем другое». Охотящееся животное ищет что-то в качестве награды, объясняет она.

Тай хочет знать, как сильно перекрещиваются схемы, которые контролируют эти два поведения. Она считает, что миндалина может действовать как «ворота», сдерживая множество программ, которые постоянно работают в фоновом режиме мозга. Если это так, то де Араужо и его коллеги, возможно, открыли дверь, с которой начинается хищник.