Побег испуганной рыбы осуществляется по нескольким различным нейронным цепям

Быстрая "баллистическая" реакция побега, подобная коленному рефлексу, и более обдуманный "замедленный" побег опосредуются различными и параллельными нейронными путями у рыбок данио. Это показано в исследовании, опубликованном 15 октября в открытом журнале PLOS Biology группой учёных под руководством Гарольда Бёрджесса из Национального института детского здоровья и развития человека имени Юнис Кеннеди Шрайвер.

Поведение побега — это защитная реакция на угрозу. Многие виды демонстрируют очень быстрые баллистические реакции, чтобы избежать непосредственной опасности. Но у некоторых видов есть несколько режимов побега, включая менее мощные реакции, для которых характерны позднее начало и менее энергичная двигательная активность. Цепи, опосредующие замедленный побег, изучены мало, как и то, как сенсорные сигналы интегрируются в этих цепях.

Чтобы ответить на эти вопросы, авторы провели беспристрастный скрининг для выявления конкретных нейронов, запускающих замедленный побег у личинок рыбок данио.

Исследователи использовали высокоскоростную видеосъёмку для анализа реакций побега, вызванных акустическими или вибрационными стимулами у свободно плавающих личинок. Они обнаружили, что менее опасные угрозы вызывают не баллистическую, а замедленную реакцию побега, для которой характерны гибкие траектории. Её запускает кластер всего из 38 нейронов в заднем мозге (по 19 с каждой стороны), полностью отдельный от пути быстрого побега.

Нейроны, инициирующие быстрый баллистический побег, получают прямой слуховой вход и напрямую активируют мотонейроны. Напротив, входные и выходные пути для замедленного побега являются непрямыми, что даёт мозгу возможность интегрировать несколько различных типов сенсорной информации.

Эти результаты показывают, что принятие решений в системе побега позвоночных обеспечивается параллельными путями для баллистических реакций и гибких замедленных действий. По мнению авторов, эта цепь из 38 нейронов может представлять собой эволюционно древний путь для защитных реакций на угрозы, воспринимаемые через акустические или вибрационные сигналы.