Нервные клетки, заставляющие саранчу сбиваться в стаи

Биологи идентифицировали набор нервных клеток у пустынной саранчи, которые вызывают «стадное» поведение, когда насекомых вынуждают находиться в толпе.

Доктор Свидберт Отт из Университета Лестера и доктор Стив Роджерс из Сиднейского университета выяснили, как вновь идентифицированные нервные клетки саранчи производят нейрохимический серотонин, чтобы инициировать изменения в их поведении и образе жизни.

Результаты демонстрируют важность индивидуальной истории для понимания того, как химические вещества мозга контролируют поведение, что может быть применимо и к людям.

От одиночки к члену «банды»

• В норме саранча ведёт себя застенчиво и одиночно, избегая компании себе подобных.
• При вынужденном контакте с другими особями она радикально меняет поведение, переходя в «смелое» стадное состояние, когда её привлекает компания других саранчовых. Это критический первый шаг к формированию печально известных роев.

Ключевая роль специфичных клеток

• У саранчи лишь небольшое количество нервных клеток могут синтезировать серотонин.
• Исследователи обнаружили, что лишь очень избранные из этих клеток реагируют, когда саранчу впервые вынуждают находиться с другими. В течение часа они производят больше серотонина.
• Именно эти немногие клетки, по мнению учёных, ответственны за превращение «одиночки» в «члена банды».
• В долгосрочной перспективе меняются и многие другие серотониновые клетки, но они начинают производить меньше серотонина.

Методология открытия

• Учёные использовали флуоресцентное окрашивание, чтобы выявить серотонин-продуцирующие нервные клетки под микроскопом. Чем ярче светилась клетка, тем больше в ней было серотонина.
• Вновь идентифицированные клетки были намного ярче у саранчи, которую только что насильно скучили с другими.
• Эти же клетки ярче светились у саранчи, которой исследователи в течение часа «щекотали» задние лапки — этого достаточно, чтобы вызвать стадное поведение.

Важность исследования и связь с человеком

• Ключом к успеху стало изучение саранчи, которая только что стала стадной и никогда ранее не встречала других особей. Изучение только пожизненных одиночек или пожизненных членов стаи привело бы к упущению ключевых клеток.
• Серотонин играет важную роль в мозге всех животных, регулируя настроение и социальные взаимодействия.
• У людей существуют тесные связи между изменениями уровня серотонина и психическими расстройствами, такими как депрессия и тревожность.
• Исследование насекомых может дать глубокое понимание того, как в целом работает мозг, включая человеческий.

Исследование финансировалось Leverhulme Trust, Советом по биотехнологическим и биологическим исследованиям (BBSRC) и Королевским обществом.