Ученые показали на экране мальков аквариумных рыбок Danio rerio точками, которые двигаются так же, как и сами животные. Это привело к активации нейронов в определенной части таламуса рыбы, которые играют ключевую роль в узнавании родственников и дружеских отношениях.
Многие животные живут среди себе подобных, то есть представителей одного вида. Некоторых из них можно назвать эусоциальными, так как они занимаются совместной целенаправленной деятельностью и самостоятельно не выживают, некоторые общительны, так как сбиваются в огромные полчища или стаи, чтобы вместе прокормиться. Многие млекопитающие и птицы живут группой постоянно взаимодействующих особей — это стаи волков, прайды львов и птичьи колонии.
Словно какая-то физическая сила заставляла животных тянуться друг к другу — и оставаться в компании «своих». Авторы нового исследования, опубликованного в ведущем научном журнале Nature, решили обратиться к биологической основе этого «социального влечения» и изучить ту часть мозга рыб, которая делает их социальными.
Чтобы сформировать группу, животные должны сначала узнать родственников. Как правило, это происходит интуитивно и крайне быстро. При этом оказалось, что найти соответствующий центр в мозгу совсем не просто.
— Изучение социальных взаимодействий неизбежно сталкивается с определенными трудностями. Для нас, наблюдателей, такие действия и реакции всегда смешаны — как на уровне поведения животных, так и на уровне организации нервных клеток, — пояснил Йоханнес Ларш, один из авторов из Института биологического интеллекта Макса Планка (Германия). — Дело в том, что взаимодействующие индивиды изменяют поведение друг друга. Они одновременно являются источником и приемником социальных сигналов. Было особенно трудно исследовать роль, которую в этом играют зрительная система и связанные с ней области мозга.
Исследователи стремились выяснить нейрофизиологическую основу распознавания братьев и сестер на примере рыб, а точнее знаменосца экспериментальной биологии данио рерио. Мальки этой аквариумной рыбки были помещены в своеобразную «виртуальную реальность», то есть в контейнер с экраном, на котором появлялись точки.
Эти точки совершали резкие рывковые движения — такие же, какие характерны для наблюдателя самого малька. В результате он часами без устали плыл к движущейся точке, неотличимой от своего родственника с его точки зрения. Оказывается, эта простая и автоматическая реакция «зашита» в маленький мозг рыбы.
Что одновременно происходит в голове у мальков Данио Рерио? Оценка мозговой активности показала, что, когда рыба смотрела на движение точки, активировалась определенная группа таламических нейронов. Это область, отвечающая за регуляцию различных физиологических процессов, обработку сигналов от органов чувств и координацию работы других отделов головного мозга.
Такая же активация специальных нейронов таламуса происходит, когда мальки наблюдают за перемещением сородичей. Получается, что у нас есть то, что условно можно назвать центром социального поведения рыбьего мозга. При этом выделенная группа нервных клеток служит посредником, связывающим зрительную систему рыб с другими отделами головного мозга, которые также активируются при контакте с представителями того же вида.
Затем биологи выключили эти нейроны, наблюдали выпадение «социального рефлекса» и тем самым подтвердили свой случай.
— Ранее мы знали, что эти другие области мозга участвуют в социальных взаимодействиях. Однако детали визуальных стимулов, которые их вызывают, неизвестны. Наша работа заполнила этот пробел и позволила идентифицировать цепочки нейронов, в данном случае передающих сигнал, — заключил доктор Ларш.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен