Обнаружена нейронная цепь для выработки условного рефлекса страха у рыб

Ученые из Национального института генетики (NIG, Япония), манипулируя активностью специфических нейронов мозга рыбки данио-рерио, выявили популяцию нейронов, необходимую для выработки условного рефлекса страха. Исследование, опубликованное 25 апреля в BMC Biology, предполагает, что такая нейронная цепь существует и консервативна в ходе эволюции позвоночных.

У млекопитающих, включая человека, важную роль в выработке условного рефлекса страха играет миндалевидное тело (амигдала). Однако было неизвестно, как соответствующая структура мозга и нейронные цепи эволюционировали у позвоночных. Рыбка данио-рерио демонстрирует условный рефлекс страха, аналогичный человеческому.

Группа профессора Каваками разработала технологии визуализации и манипуляции специфическими нейронами мозга данио-рерио, используя дрожжевой транскрипционный фактор Gal4, зеленый флуоресцентный белок (GFP) и нейротоксин ботулизма (BoTx). Из почти 2000 созданных трансгенных линий рыб одна, маркирующая нейроны в дорсомедиальной (Dm) области конечного мозга рыб, сыграла ключевую роль в данном исследовании.

Для поведенческого анализа была разработана система с аквариумом из двух отсеков. В течение пяти дней рыбам десять раз в день предъявляли сочетание зеленых светодиодов (LED) и слабого электрического удара. В итоге рыбы научились в ответ только на зеленый свет убегать из освещенного отсека в другой.

С помощью этих технологий и ресурсов ученые обнаружили, что нейроны в области Dm конечного мозга рыб необходимы для выработки условного рефлекса страха. Эти нейроны являются функциональным эквивалентом миндалевидного тела млекопитающих.

«Эта работа демонстрирует успешное применение наших генетических ресурсов для изучения функций мозга. Она также может стать основой для выяснения причин и лечения заболеваний, связанных со страхом, тревогой и ПТСР», — сказал профессор Каваками.