Мотивация настойчивости у мышей


Социальные животные часто устанавливают «иерархические статусы» или социальные иерархии. В социальном мире, один человек ждет, пока другой ест или ставит перед первым какой-либо выбор. Вместо того, чтобы бороться, прибегая к собственным дейстивям, каждый раз, когда доступ к получению ресурса оспаривается со стороны, социальные ограничения устанавливают приоритет уже на раннем этапе, кто будет обладать наградой. В недавнем докладе, исследовательская группа возглавляемая профессором Хайланом Ху (Hailan Hu) в Университете Чжэцзян, отображаются нейронные схемы, лежащие в основе социальной структуры, и изменение неудачливых мышей в победителей, по собственному методу.

Решение конфликта

Группа Ху провела тестирование четырех мышей (за один опыт), в двух различных ситуациях. Первый эксперимент предполагал, помещение двух мышей в противоположные концы узкой трубки. Одна из них [мышей] должна была отступать. Как правило, когда мыши встречаются в трубке, то двигаются вперед или назад, встречаясь друг с другом нос в нос. Если мотивация одной из мышей превышает мотивацию другой, то она продолжает толкать более незаинтересованную мышь, чтобы в конце концов заставить ее отступить. Четверо мышей установили иерархию собственного доминирования по прошествии некоторого времени, при этом каждая из них заняла определенное место в доминировании, от 1-го до 4-го.

Во втором эксперименте, мышей помещают в клетку с холодным полом, в которой находилась только одна теплая секция. Более доминантные мыши проводили большее количество времени в приятной и уютной секции.

Группа Ху исследовала структуры мозга, которые создали мотивацию к победе и удержанию этих позиций.

Активность отдельных нейронов

Почти по всем клеткам мозга проходят ионы по средствам мембран, до тех пор, пока не установиться легкий, отрицательный сигнал. Интересное свойство нейронов заключается в том, что они могут стать менее отрицательными в ответ на сигналы, которые они получают. Активность нейронов можно измерить в качестве проходящего сигнала через мембраны нейронов, как и в этом исследовании, группа попыталась распознать активность нейронов в дорсомедиальной префронтальной коре головного мозга, которые становились наиболее активными, когда мыши находились в конфронтации, без возможности сдаться.

Искусственная мотивация

Нейронное поведение также может быть модифицировано нейротрансмиттерами, которые активируют или ингибируют активность. Нейротрансмиттеры — это химические сигналы, которые действуют на нейроны так же, как и гормоны. Эти сигналы срабатывают только тогда, когда целевые клетки получают обратную связь с рецепторами, конкретного химического сигнала. Группа Ху использовала вирус, несущий новый ген для рецептора, ингибирующего нейрон, который реагирует на искусственный гормон в дорсомедиальной префронтальной коре. В этом изящном эксперименте, только нейроны с этим искусственным рецептором будут ингибироваться искусственным гормоном. Этот рецептор называется DREADD (рецептор-конструктор, активированный препаратом разработчика). Когда препарат разработчика применяли к модифицированным нейронам дорсомедиальной префронтальной коры, доминантная мышь, стала уступающей.

Заряженные частицы

Группа Ху использовала третью стратегию для изучения этих нейронов. В этом эксперименте использовалась оптогенетика, в которой ген канародопсина вводится организма мыши, при помощи клеток вируса. Плавательные одноклеточные водоросли используют канародопсин, чтобы улавливать частицы света, подплывая к нему. На молекулярном уровне он [свет] проходит положительными ионами в клетки. Во время, когда белок образуется в системе нейронов, они получают становятся способными активироваться или под воздействием определенной длины волны света становятся более заряженными. Ученые способны направлять свет на один нейрон или группу нейронов через волоконно-оптические кабели, тем самым активируя их.

Группа Ху подготовила ген канародопсина для нейронов дорсомедиальной префронтальной коры и установила мышам волоконно-оптическую установку, чтобы они могли активировать эти нейроны по желанию. Когда модифицированных мышей поместили в узкую трубку, а их дорсомедиальную префронтальную кору активировали светом, то они стали гораздо более доминантными, и вынудили мышь на другой стороне трубки отступить. Они поменяли свое поведение от неудачников к победителям, лишь с помощью переключателя света группой Ху. Те мыши, которые чаще уступали, требовали более интенсивное световое стимулирование для продвижения в социальной иерархии.

Доминантные мыши не проявляли большую силу или агрессию, но оказывали большую настойчивость.

Создание привычки

Интересно, что у мышей появилось гораздо больше шансов оставаться победителями в дальнейшем, если они были убеждены в собственной победе при помощи оптогенетики (по крайней мере, шесть раз за один день). Мыши, которые не проявляли большей активности, чтобы выиграть менее шести раз, вернулись к своим старым, уступчивым схемам. Мышам, которым искусственно позволили выиграть больше одного раза, в один день, видимо, становились более доминантными в глазах окружающих мышей.

Можно представить, что в дикой природе, некоторые мыши могут иметь высокий ранг или низкий ранг, но лишь случайным (при помощи удачного случая) образом, они накапливают достаточно побед в социальных конкурсах, чтобы укрепить свое поведение как высокопоставленных мышей.

Перманентное превращение в победителей, видимо, зависело от связи между дорсомедиальной префронтальной корой и другой частью мозга, — таламусом. Когда эти оптические соединения усилены, поведение победителя усиливалось. Но когда оно блокируется, то доминантные привычки стираются.

Когда мыши учатся наращивать победы в тесте с узкой трубкой, тем самым они переносят свой опыт на последующие иерархические отношения, поскольку им приходится сталкиваться с другими проблемами. Например, доминантные мыши могут утвердить свой доступ к единственному уютному и теплому месту в холодной клетке.

Победный аргумент

Группа профессора Хайлана Ху разработала убедительный аргумент в пользу важности дорсомедиальной префронтальной коры при создании социальной иерархии. Они коррелировали свою деятельность с настойчивостью, показав, что ее дезактивация была связана с поражением, а ее активация была связана с победой. Удивительно даже подумать, что настойчивость перед лицом невзгод может быть описана с точки зрения клеточной активности.

Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *