Що змушує живу істоту почати битися — і що змушує її зупинитися? Вчені зробили несподіваний крок до відповіді, створивши генетичні інструменти, які дозволяють вмикати дуже маленькі групи нейронів майже по одній.
Експерименти проводили на плодових мушках, але результат виявився особливо цікавим: дослідники знайшли тип нервових клітин, активація яких практично миттєво пригнічувала агресивну поведінку.
Хімія, яка може і почати, і зупинити бійку
У поведінці мух важливу роль відіграє октопамін — нейромедіатор, який вважають своєрідним аналогом норадреналіну у людей. Він бере участь у реакціях на стрес, русі, харчуванні, сні та соціальній поведінці.
Здавалося б, із ним усе зрозуміло. Але попередні дослідження давали суперечливі результати: в одних випадках октопамін був пов’язаний із посиленням агресії, в інших — навпаки, зі зменшенням бійок.
Тепер стало зрозуміліше, чому. Проблема могла бути в тому, що вчені раніше не могли окремо активувати різні групи нейронів, які використовують ці хімічні сигнали. Фактично вони намагалися оцінити роботу цілого оркестру, вмикаючи його майже повністю.
Вчені створили «точковий» пульт керування мозком
Дослідники з Інституту Солка та UCLA розробили генетичний інструментарій, який дозволяє значно точніше визначати потрібні клітини. Команда перевірила 529 комбінацій генетичних маркерів, але лише 40 із них виявилися достатньо корисними. Деякі інструменти дозволяли активувати не більше кількох класів нейронів, а в окремих випадках — дуже маленькі групи клітин.
Це дало змогу побачити те, що раніше губилося у загальному сигналі. І результати справді здивували.
Один сигнал — і бійка припиняється
Самців мух спочатку залишали окремо на шість днів — це підвищує їхню готовність до агресивної поведінки. Потім двох самців поміщали разом і спостерігали за кількістю атак. Коли дослідники за допомогою світла активували певні нейронні лінії, пов’язані з клітинами ASM4 та ASM5, агресія припинялася на час стимуляції. Щойно світло вимикали, бійки відновлювалися.
Але вченим потрібно було переконатися, що мухи не просто ставали менш активними. Адже можна було б пояснити відсутність атак банальною втомою або уповільненням рухів. Тому експеримент зробили точнішим. Активація лінії, пов’язаної з ASM4, пригнічувала агресію без помітного загального уповільнення поведінки. А інша лінія, орієнтована на ASM5, такого ефекту не дала. Схоже, справа справді була саме в контролі агресії.
Працює не лише у самців
Найцікавіше, що цей механізм виявився не суто «чоловічим». Самці плодових мушок зазвичай атакують суперника кидками, тоді як самки проявляють агресію інакше — зокрема ударами головою. Дослідники повторили експеримент із самками й отримали аналогічний результат. Активація потрібної групи нейронів також зменшувала агресивну поведінку. Це може свідчити про більш універсальну систему керування агресією, яка працює незалежно від статі.
Але до людського мозку ще дуже далеко
Важливо не робити з цього відкриття висновок, що вчені вже знайшли «кнопку агресії» у людей. Дослідження повністю виконане на плодових мушках. Крім того, нові генетичні інструменти поки не є ідеальними: більшість із 40 ліній активують більше одного типу клітин, а деякі нейрони взагалі залишилися недоступними для такого аналізу.
Також дослідники ще не до кінця встановили, які саме речовини виділяють різні групи клітин — октопамін, тирамін чи обидві. Наступний крок — скласти детальну карту зв’язків: хто подає сигнал цим нейронам і куди вони передають його далі. Тоді вчені зможуть зрозуміти не лише те, які клітини здатні зупинити бійку, а й що саме запускає цей механізм.
І це, мабуть, найцікавіше. У мозку крихітної мушки вже вдалося знайти своєрідний нейронний «стоп-сигнал» для агресії. Тепер науковці хочуть розібратися, як працює вся система.