Страшнее мышки зверя нет

Ученые превратили мышей в хищников

Исследователи нашли способ превратить обыкновенную мышь в хищника. При стимуляции определенных участков головного мозга грызуны проявляют охотничьи инстинкты и нападают на все подряд, кроме других мышей.

Любителям документальных фильмов о природе знакомы отличительные черты поведения хищников — напасть на добычу, схватить ее, загрызть или удушить. Однако то, как при этом работает мозг, пока что оставалось загадкой. Предыдущие исследования показывали, что у крыс во время охоты наблюдалась активность в миндалевидном теле — области мозга, отвечающей за формирование эмоций, в том числе страха. Ученых интересовало, контролирует ли миндалевидное тело охотничье поведение. В исследовании, опубликованном в журнале Cell, они пришли к выводу, что так оно и есть.

Чтобы активировать работу миндалевидного тела у мышей, нейробиолог Иван де Араухо из Йельского университета и его коллеги использовали оптогенетику.

Методика подразумевает вживление в нервные клетки опсинов, светочувствительных рецепторов. Это позволяет в дальнейшем активировать или ингибировать клетки с помощью лазеров, оптоволокна и другой оптической аппаратуры.

В ходе эксперимента ученые сначала заразили мышей вирусом, который делал нейроны в их мозге чувствительными к синему свету. Затем они использовали крошечные оптические волокна, чтобы «посветить» синим лазером на миндалевидное тело. От этого животные напрягали мышцы челюстей и шеи. При стимуляции других зон мозга ничего подобного не происходило.

Когда лазер был активен, мыши охотились на все, что попадалось им на пути, — от сверчков до совершенно несъедобных предметов вроде пробок от бутылок.

Исследователи наблюдали аналогичную активность при воздействии на миндалевидное тело с помощью хемогенетики, схожей техники, использующей вместо световой стимуляции молекулярную. Охотничье и пищевое поведение проявлялось даже тогда, когда охотиться было не на что. Находясь в пустой клетке, при активации миндалевидного тела мыши замирали, отрываясь от своих занятий, располагали передние лапки так, словно держали в них еду, и двигали челюстями, словно что-то пережевывая.

Однако это не значит, что исследователи обнаружили нейронный контур для создания кровожадных мышей-убийц, говорит Араухо.

«Сначала мы подумали, что это могла быть генерализированная агрессия. Или мы просто заставили мышей чувствовать сильный голод», — рассказывает он.

Команда проверила эту версию. Хотя мыши, чей мозг стимулировался лазером, охотились больше, чем те, мозг которых не трогали, обе группы съели одинаковое количество пищи. И, что важно, при активации миндалевидного тела мыши не нападали на сородичей.

«Когда они находились рядом с другой мышью, то проявляли большее любопытство, но мы не наблюдали никаких попыток атаковать», — отмечает Араухо.

Это свидетельствовало о том, что в экспериментах команда смогла спровоцировать именно хищническое поведение, а не агрессию или голод.

Это важно потому, что хищничество — очень сложный вид поведения, считает нейробиолог из Массачусетского технологического института Кей Тай. «Это не только физиология, это охота, укусы, освобождение и поедание. Это моторные последовательности, требующие много информации. Удивительно, что удалось получить их с помощью таких грубых манипуляций», — рассказывает она.

Ранее ученые полагали, что роль миндалевидного тела в поведении ограничивается чувством страха. Но современные исследования показывают, что эта область мозга вовлечена в ряд сложных поведенческих реакций, таких как груминг — гигиенические процедуры животных, часто направленные на установление психологических связей с другими представителями вида и формирование социальной структуры. Как считает Тай, хищничество — еще один пример поведения, за которое отвечает миндалевидное тело.

Потому как миндалевидное тело вовлечено в столь большое количество разных видов поведения, говорит она, необходимы дальнейшие исследования для поиска конкретных нейронных контуров, отвечающих именно за охотничье поведение.

«Миндалевидное тело также связано с побегом и полетом — сильно отличающимися от охоты процессами», — сообщает Тай. Она объясняет, что охотящееся животное что-то целенаправленно ищет, в то время как побег и полет часто связаны со стремлением чего-либо избежать.

Тай интересует, как много общего между собой имеют контуры, контролирующие эти типы поведения. Она полагает, что миндалевидное тело может работать как «врата», сдерживающие множество процессов, постоянно происходящих в мозге. В этом случае Араухо с коллегами, видимо, приоткрыли дверцу к охотничьему поведению.