Исследователи отследили нейронные цепи, управляющие выбором партнера у мух
Самцы плодовых мушек (Drosophila melanogaster) очень избирательны в выборе партнера для ухаживания. Ученые из Рокфеллеровского университета детально изучили, как устроен мозг самца, позволяющий ему оценить пригодность потенциальной партнерши и принять инстинктивное решение — ухаживать или нет. Исследование, опубликованное 13 августа в Neuron, проливает свет на биологические основы принятия решений.
Перед началом ухаживания самец постукивает самку передней лапкой. «Это позволяет ему "попробовать" феромоны на ее восковой кутикуле и определить, подходит ли она и будет ли восприимчива к его ухаживаниям», — объясняет старший автор Ванесса Рута.
Ранее было известно, что тип клеток мозга, называемый P1-нейронами, играет ключевую роль в принятии решения об ухаживании. Новое исследование показало, что эти нейроны получают сигналы как минимум от трех других групп нервных клеток, передающих разную — иногда противоречивую — информацию:
- Возбуждающие сигналы от определенных феромонов самки.
- Подавляющие сигналы от запаха или вкуса, если самка уже спаривалась, принадлежит к другому виду или оказывается самцом.
«P1-нейроны интегрируют всю эту разную информацию, и вкусовую, и обонятельную», — говорит Рута. «Одни сигналы возбуждают, другие подавляют, и его мозг может их комбинировать, чтобы сформировать поведенческий выбор».
В экспериментах ученые подсаживали к самцам разных потенциальных партнеров и под микроскопом наблюдали за активностью их P1-нейронов. «Он будет ухаживать только за девственными самками своего вида, и просто глядя на активность P1-нейронов, совершенно ясно, что он может отличить, с кем спариваться, и по вкусу, и по запаху другой мушки», — говорит первый автор исследования, постдок Джози Клоуни.
Исследователи наблюдали, что P1-нейроны активируются только тогда, когда самец ощущает вкус и запах самки с правильными феромонами. Они также картировали нейронные пути, по которым вкусовые и обонятельные сигналы поступают в мозг мухи, и обнаружили, что эти цепи сходятся и интегрируются именно P1-нейронами.
Рута отмечает, что изучение поведения Drosophila может дать важные подсказки о работе человеческого мозга. «Хотя мозг Drosophila намного проще нашего, есть базовое сходство. Мы постоянно принимаем решения, оценивая и взвешивая различные сенсорные сигналы в окружающей среде, некоторые из которых конфликтуют».
«Заглядывая в работу более простого мозга мухи, мы надеемся лучше понять базовую архитектуру нейронных цепей, которые интегрируют и оценивают различную сенсорную информацию», — добавляет она.