Принимая решения, важные для выживания вида, рыбки данио предпочитают спариваться бегству от угрозы. Это решение, отличное от решения некоторых других видов, похоже, контролируется определенными областями мозга, которые реагируют на сигналы феромонов.
Эти выводы ученых из Гарвардского университета и Института биомедицинских исследований Novartis (NIBR) освещают аспект фундаментальной биологии, который будет важен, поскольку исследователи используют рыбок данио для моделирования неврологических заболеваний, влияющих на социальное поведение, таких как аутизм и шизофрения. Исследование опубликовано в журнале Current Biology..
«Животные и люди принимают поведенческие решения, которые контролируются вызовами окружающей среды и модулируются их внутренними побуждениями, но мало что известно о биологии этого выбора», - сказал Марк Фишман, доктор медицинских наук, профессор Гарвардского университета стволовых клеток и регенеративных биологии и старший автор исследования. «Мы рассмотрели критическое решение для выживания вида у рыбок данио, предоставив им выбор между спариванием и бегством от угрозы».
Запрограммировано на выживание
Чтобы имитировать угрозу, исследователи использовали «экстракт кожи», сложную смесь феромонов, которая высвобождается, когда рыбка данио получает травму. При воздействии этого вещества рыбки данио обычно проявляют сильную реакцию тревоги, быстро плавая у дна аквариума, а затем замирая..
Но когда рыбки данио спаривались, они проигнорировали угрозу. Более того, им не нужно было спариваться, чтобы игнорировать угрозу - было достаточно воздействия «брачной воды», которая ранее была обусловлена спариванием рыбок данио. Это показало исследователям, что такое поведение было связано с репродуктивными феромонами, выделяемыми в воду.
Копнув глубже, исследователи использовали визуализацию в реальном времени, чтобы определить определенные области мозга, которые были активированы стимулами спаривания и угрозы.
Когда мы предъявили оба стимула одновременно и посмотрели на мозг, в целом мы увидели реакцию именно на репродуктивный стимул, а не на стимул, вызывающий страх. И даже дальше, области, которые ранее были активируемые стимулом, вызывающим страх, теперь подавлялись», - сказал Джеральд Сан, доктор философии, бывший научный сотрудник NIBR и соавтор исследования.
Неожиданный ответ
Решение рыбок данио продолжать спариваться перед лицом угрозы противоположно многим другим животным, включая людей.
«Рыба полностью игнорировала то, что обычно является очень вредным, пугающим стимулом, и это было действительно неожиданно», - сказал Сан.«Одно из возможных объяснений того, почему рыбки данио приняли эту стратегию, заключается в том, что они откладывают икру, оплодотворенную извне. Люди и живородящие рыбы принимают противоположное решение, спасаясь от угрозы, потому что им нужно выжить, чтобы следующее поколение могло размножаться».
Модель для изучения поведенческих решений
С лучшим пониманием биологии рыбок данио исследователи могут использовать модель животных для изучения социального и другого поведения.
«Важно установить, каково нормальное поведение рыбок данио. Затем вы можете изучать рыбок данио в качестве модели болезней, влияющих на социальное поведение, таких как аутизм и шизофрения», - сказала Кармен Диас-Вердуго, научный сотрудник NIBR и соавтор. - ведущий автор исследования. «Как только вы определите устоявшееся поведение и узнаете, какая область мозга отвечает за него, вы сможете создавать генетические модели, которые ведут себя по-разному, и использовать их для открытия лекарств».
Хотя человеческий мозг более сложен, чем у рыбок данио, в нем все же есть примитивный компонент.
"У всех нас есть определенные врожденные реакции на окружающий мир. Есть надежда, что у людей вы сможете модулировать их до определенной степени. Но, с другой стороны, ваша лимбическая система - ваш "рыбий мозг" - будет играют большую роль в том, как вы реагируете в различных ситуациях», - сказал Фишман. «Мы ожидаем, что элементы базовой схемы будут сохранены и использованы для аналогичных целей у других видов, хотя и будут воспроизводиться видоспецифическим образом».