Исследование, проведенное группой японских ученых, показало, как мужской феромон у мышей улучшает сексуальное поведение у самок - и как он может усиливать другое поведение, агрессию у самцов - путем выявления различных нейронных цепей и нейронов, которые генерируют особая поведенческая реакция на определенные химические сигналы. Полученные данные указывают на модель для дальнейшего изучения того, как контролируется врожденное поведение живых существ, зависящее от пола.
У большинства животных обоняние и другое сенсорное восприятие химических раздражителей играют решающую роль в управлении инстинктивным поведением. Например, химические сигналы от партнера, конкурента или хищника вызывают у мышей специфическое поведение, а именно спаривание, агрессию и оборонительное поведение соответственно.
С тех пор, как в 1959 году был обнаружен феромон, выделяемый самкой моли, который привлекает противоположный пол, ученые выявили множество химических веществ, влияющих на поведение самых разных видов животных, от насекомых до млекопитающих и людей. Несмотря на растущую базу данных известных феромонов, ученые мало что знали о том, как мозг на самом деле преобразует определенные сенсорные входные данные в соответствующие поведенческие результаты, особенно у млекопитающих..
«Широко известно, что некоторые химические вещества, особенно запахи, могут влиять на инстинктивное поведение животного даже при первом контакте», - говорит Казушиге Тоухара, профессор Высшей школы сельского хозяйства и наук о жизни Токийского университета, который руководил изучение.«Мы предположили, что в мозге есть нейронный механизм, который правильно связывает важную сенсорную информацию с соответствующими поведенческими центрами в мозгу», - добавляет он.
В своем исследовании исследовательская группа использовала мужской феромон, выделяемый слезной железой, называемый ESP1, который, как было показано, улучшает сексуальное поведение у самок мышей, одновременно вызывая агрессию у самцов, подвергшихся воздействию ESP1 в сочетании с незнакомым самцом. моча. В отличие от других феромонов, которые, как правило, состоят из сложной сети веществ, ESP1 представляет собой отдельное очищенное химическое вещество, которое обнаруживается единственным соответствующим рецептором, что делает его сравнительно легко отслеживаемым..
Группа использовала различные методы отслеживания вирусов - заражение нейронов, экспрессирующих рецепторы, штаммом вируса и наблюдение за их распространением по мере того, как они метят инфицированные клетки флуоресцентным белком, - чтобы визуализировать нейронную цепь ниже рецептора ESP1, а также предоставление изображения нервных волокон, принадлежащих определенным нейронам в мозге, и синапсов, передающих импульсы от нейрона к нейрону, для картирования анатомической основы, которая передает сигналы ESP1 в мозг. Используя этот метод, исследователи обнаружили, что информация ESP1 по-разному направляется у мужчин и женщин нейронами в области мозга, называемой миндалевидным телом.
Исследователи также обнаружили, что активация нейронов, реагирующих на ESP1, в области мозга, называемой гипоталамусом, усиливала сексуальное поведение у самок мышей, даже в отсутствие фактического ESP1, с помощью различных инструментов для химического или оптического контроля нейронов. активности в сочетании с процессом, называемым методом TRAP, который позволяет им выборочно манипулировать нейронами, реагирующими на определенный стимул. Напротив, активация нейронов, реагирующих на змеиную кожу - сигнал хищника, вызывающий защитное поведение, - в той же области мозга не показала изменений в сексуальном поведении.
«Это открытие предполагает, что существует два разных типа нейронов, ESP1 и нейроны хищника, и только первые контролируют сексуальное поведение самок мышей», - объясняет Тоухара.
Подобное открытие у плодовых мушек, о котором сообщалось в более раннем независимом исследовании, которое показывает, что определенный половой феромон усиливает сексуальное поведение самок и мужскую агрессию через отдельные нервные цепи между полами, предполагает, что сексуально отличные цепи могут быть универсальная стратегия преобразования информации о мужских феромонах в соответствующий поведенческий результат. Дальнейшее понимание нейронной основы, лежащей в основе контроля женского сексуального поведения, может также дать представление о происхождении сексуальных дисфункций.