Учёные «подключились» к нейронной схеме, управляющей половым актом у самцов дрозофил

Исследователи из Оксфордского университета идентифицировали небольшую нейронную цепь у самцов плодовых мушек, которая эволюционировала для выполнения сложного брачного ритуала.

Эти открытия прокладывают путь к более глубоким исследованиям полового поведения и его модификации социальным опытом на уровне нейронных цепей.

Ген doublesex создаёт различия в анатомии и поведении самцов и самок у многих видов животных. У самцов этот ген активен примерно в 650 нейронах, причём разные группы клеток контролируют отдельные этапы ухаживания. Оставалось неизвестным, как эти этапы координируются для обеспечения успешного спаривания.

В ходе исследования команда под руководством Стивена Гудвина обнаружила цепь из нейронов, экспрессирующих doublesex, которая у самцов контролирует сам акт совокупления. Эта цепь расположена в эквиваленте спинного мозга мухи и состоит из трёх ключевых типов нейронов:

• Моторные нейроны, управляющие пенисом самца.
• Тормозные интернейроны, противодействующие моторным нейронам и участвующие в разъединении после акта.
• Механосенсорные нейроны на гениталиях, которые, по-видимому, посылают обратную связь и координируют активность других нейронов для создания правильного баланса возбуждения и торможения, необходимого для копуляции.

Используя сложные генетические методы, учёные смогли нарушить активность этих нейронов и полностью остановить спаривание самцов.

Результаты показывают, что ген doublesex формирует специфичную для самцов нейронную схему, позволяющую им успешно выполнять правильную последовательность действий для начала и завершения полового акта.

Исследование также указывает на то, что механика копуляции отделена от механики размножения. Ранее было обнаружено, что передача спермы у дрозофил контролируется другой группой нейронов, иннервирующих репродуктивные железы и способствующих эякуляции. Новая работа показывает, что цепь, контролирующая половой акт, отлична от цепи, участвующей в передаче спермы, хотя и может модулировать её. Это предполагает механизм разделения приятного ощущения от секса и репродуктивной функции.

Следующая цель — понять, как командные центры в мозге объединяют сигналы, контролирующие половой акт, с обратной связью от внутреннего состояния самца, самки и окружающей среды, чтобы позволить самцам выполнять и модифицировать своё сексуальное поведение.