Home » Исследователи определили нейроны, которые «учатся» чувствовать угрозу

Исследователи определили нейроны, которые «учатся» чувствовать угрозу

Newswise — осознавая это или нет, входя в новое пространство, мы используем свое обоняние, чтобы оценить, безопасно оно или представляет угрозу. Фактически, для большей части животного мира эта способность необходима для выживания и размножения. Исследователи из Институт неврологии Дель Монте при Рочестерском университете находят новые ключи к тому, как обонятельная сенсорная система помогает в оценке угрозы, и обнаружили нейроны, которые «узнают», является ли запах угрозой.

«Мы пытаемся понять, как животные взаимодействуют с запахом и как это влияет на их поведение в угрожающих социальных и несоциальных контекстах», — сказал он. Джулиан Микс, доктор философииглавный исследователь Лаборатория хемоощущения и социального обучения. «Наше недавнее исследование дает нам ценные инструменты для использования в нашей будущей работе и связывает определенные наборы нейронов в нашей обонятельной системе с памятью об угрожающих запахах».

Учимся чувствовать угрозу

То, как мозг реагирует на социальную угрозу, может определяться запахом. Исследователи выявили у мышей определенный набор нейронов в дополнительной обонятельной системе, которые могут узнавать запах другой мыши, представляющей потенциальную угрозу. Эти результаты описаны в статье, недавно опубликованной в Журнал неврологии.

«Мы знали, что территориальная агрессия усиливается у резидентных самцов мышей, когда их постоянно знакомят с одним и тем же самцом», — сказал Келси Зук, доктор философии, который был первым автором этого исследования. «Предыдущее исследование показало, что это поведение определяется социальными запахами — наше исследование продвинуло то, что мы знаем, еще на один шаг вперед. Он определяет, где в обонятельной системе это происходит. Теперь мы знаем, что между нейронами происходит пластичность, и агрессия между самцами мышей может быть вызвана памятью, сформированной обонянием».

Read more:  Морская губка BC обладает способностью блокировать COVID

Исследователи обнаружили, что «тормозные» нейроны (нервные клетки, которые заставляют замолчать своих синаптических партнеров) в области мозга, ответственной за интерпретацию социальных запахов, становятся очень активными и меняют свою функцию, когда самцы неоднократно встречаются и усиливают свою территориальную агрессию. Нарушая нейроны, связанные с нейропластичностью — обучением — в добавочной обонятельной луковице, исследователи обнаружили, что территориальная агрессия уменьшилась, связывая изменения клеточной функции в цепи восприятия феромонов мозга с изменениями в поведенческих реакциях на социальные угрозы.

«Это устранило бушующую агрессию, которая обычно проявляется», — сказал Зук. «Это указывает на то, что эта ранняя популяция сенсорных тормозных нейронов играет решающую роль в регуляции поведенческой реакции на социальные запахи».

Микс был старшим автором этой статьи. Дополнительные авторы включают Jinxin Wang, доктора философии из Медицинского центра Университета Рочестера, и Хиллари Канслер, доктора философии, Медицинский колледж Университета Флориды. Исследование было поддержано Национальным институтом здравоохранения.

Новый запах угрозы

Оценка угрозы также происходит, когда животное ориентируется на неизвестные запахи. Например, запах хищника, с которым он никогда не сталкивался. Исследователи из Лаборатории хемоощущения и социального обучения обнаружили, что новый запах хищника, то есть запах змеи для мыши, заставлял животное участвовать в поведении оценки угрозы — не действуя ни «страшно», ни «безопасно».

«Это дает представление о том, как химические запахи, испускаемые хищниками, стимулируют оценку угрозы в мозгу», — сказал Джинсин Ван, доктор философии, первый автор статьи, опубликованной в eNeuro. «Выявление изменений в моделях поведения животных помогает нам лучше понять, как в мозгу обрабатываются угрожающие запахи».

Исследователи использовали видеоотслеживание, чтобы наблюдать за движением и позой мышей, исследующих знакомую среду с разными запахами, например других мышей и змей. Ван и его коллеги разработали гибридный подход к машинному обучению, который помог им обнаружить, что мыши реагируют на новые запахи хищников способами, которые были уникальными и отличались от того, как мыши реагировали на запахи других животных. Такое поведение не было ни опасным, ни безопасным, а скорее состоянием оценки.

Read more:  Активные эпидемии в 2022 году: как бороться со вспышками?

«Эти результаты дают новые сведения о том, как запахи влияют на социальное поведение и что они могут означать для выживания, но это исследование также предлагает новые инструменты, которые будут продвигать эту науку вперед», — сказал Микс, старший автор этого исследования. «Мы объединили методы с известными ограничениями, чтобы повысить точность, глубину информации и возможность интерпретации собранных данных человеком. Мы считаем, что этот подход будет полезен для будущих исследований того, как смеси химических одорантов, выделяемых хищниками, стимулируют оценку угрозы в мозгу».

В число дополнительных авторов входят Паниз Карбаси, доктор философии, и Лицян Ван, доктор философии, из Юго-западного медицинского центра Техасского университета. Исследование было поддержано Национальным институтом глухоты и других коммуникативных расстройств.

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.