Исследователи из Йельского университета выделили схему мозга, которая координирует хищническую охоту, согласно исследованию, опубликованному в выпуске Cell от 12 января. Один набор нейронов в миндалевидном теле, мозговом центре эмоций и мотивации, дает сигнал животному преследовать добычу. Другой набор сигнализирует животному использовать мышцы челюсти и шеи, чтобы кусать и убивать.
Исследователи использовали оптогенетику, способ инженерии определенных нейронов, которые активируются при световой стимуляции, чтобы изолировать и выборочно активировать каждый набор нейронов. Когда лазер выключен, животные ведут себя нормально. Но включите лазер, и мыши приобретут качества «ходячих» из «Ходячих мертвецов», преследуя и кусая почти все на своем пути, включая крышки от бутылок и деревянные палки. «Мы включали лазер, и они прыгали на объект, держали его лапами и интенсивно кусали, как будто пытались поймать и убить», - говорит ведущий исследователь Иван де Араужо, доцент кафедры психиатрии. Медицинской школы Йельского университета и младшего научного сотрудника лаборатории Джона Б. Пирса.
Аналогия с «Ходячими мертвецами» справедлива лишь до определенной степени, говорит де Араужо. В природе хищническая охота принимает форму очень сложного поведения, характерного для большинства челюстных позвоночных, включая человека. «Это главный эволюционный игрок в формировании мозга», - говорит де Араужо. «Должен быть какой-то первичный подкорковый путь, который соединяет сенсорную информацию с движением челюсти и кусанием».
Животные, однако, не нападали на других мышей в клетке. Голод также повлиял на хищническое поведение. Голодные мыши более агрессивно преследовали добычу при световой стимуляции, чем не голодные мыши. «Система - это не просто общая агрессия, - говорит де Араужо. «Похоже, это связано с интересом животного к еде».
Исследование выросло из усилий де Араужо понять нейронные механизмы, лежащие в основе пищевого поведения животных. В его лаборатории наблюдали за мышами, живущими и питающимися в клетках. «Им нечего делать, кроме как есть гранулы, которые мы бросаем в клетку», - говорит он. «Я начал задаваться вопросом, насколько естественно и уместно такое поведение».
Интерес Де Араужо к более естественному поведению привел его к исследованию, в ходе которого были картированы области мозга, связанные с охотой и кормлением. Было перечислено много областей, но одна реагировала почти исключительно на охоту, а не на еду. Эта область, центральное ядро миндалевидного тела, также имела проекции, которые были связаны с областями, контролирующими охотничьи мышцы, такими как челюсть и шея.«Эта область была идеально совместима с системой активации, которая управляет двигательным поведением, связанным с охотой», - говорит он.
Выборочно манипулируя различными типами нейронов в этой области, они обнаружили, что один набор нейронов контролирует преследование, а другой - убийство. В экспериментах использовались неодушевленные заменители добычи, такие как палки и пробки от бутылок, а также живые насекомые.
Исследователи также специально повредили каждый тип нейрона. Они обнаружили, что если они повредят нейроны, связанные с укусами и убийствами, животные будут преследовать добычу, но не смогут убить. Сила укуса челюсти уменьшилась на 50 процентов. «Они не могут нанести смертельный укус», - говорит де Араужо.
В настоящее время команда изучает сенсорный вход в миндалевидное тело, чтобы определить, что вызывает хищническое поведение, и исследует, как координируются два модуля - один, контролирующий преследование, и другой, контролирующий убийство.«Теперь у нас есть контроль над их анатомическими особенностями, поэтому мы надеемся, что в будущем сможем манипулировать ими еще точнее», - говорит де Араужо.