Ученые определили молекулярный механизм, который заставляет проигравшую рыбку данио отказываться от боя. Хотя борьба с рыбами в целом, возможно, не вызывает большого интереса, тот факт, что рыбки данио и люди имеют очень схожую нейробиологию, означает, что это открытие может иметь важное значение для лечения расстройств настроения.
Ученые из японского исследовательского института Riken ранее обнаружили, что хабенула, глубокая структура мозга, содержит две нейронные цепи, которые играют решающую роль в определении того, выиграла или проиграла рыбка данио бой.
Теперь загадка того, как активировалась эта схема, решена: команда обнаружила, что, когда рыба находится в тисках поражения, нейротрансмиттер ацетилхолин (АХ) щелкает нервный переключатель, который создает специфическое для проигравшего потенцирование – или усиление сигнала по ранее существовавшему пути – в хабенуло-межножковом ядре.
В этом процессе участвует и другой нейромедиатор – глутамат, перемещающийся изнутри на поверхность постсинаптической мембраны нейронов в межножковое ядро – то, чего не было у победителей.
По сути, эта молекулярная активация, вызывающая очень специфическую цепную реакцию нейронов, сигнализирует рыбе, что пора резать и бежать или плавать.
На этом графическом изображении показан путь, активированный в мозгу проигравшей рыбы Kinoshita, M & Окамото, Х/Современная биология/(CC By 4.0)
Поскольку рыбки данио обладают сходными с людьми и грызунами рецепторами нейромедиаторов, транспортерами и ферментами синтеза и метаболизма, вполне вероятно, что этот механизм существует у всех видов с одинаково консервативным строением мозга. Рыбы также имеют около 70 процентов общих генов с людьми, и 84 процента генов, которые, как нам известно, участвуют в заболеваниях человека.
«Эта цепь от хабенулы до межножкового ядра существует у всех позвоночных», — сказал Хитоши Окамото, возглавлявший исследовательскую группу по предыдущему открытию. «Поэтому я вполне уверен, что он играет аналогичную роль и у других животных».
Исследователи сделали свое открытие после того, как поместили двух самцов рыбок данио в аквариум для борьбы. После того, как была выявлена явная доминирующая рыба, обе были подвергнуты эвтаназии, а их нарезанный мозг интенсивно изучался.
Таким образом, хотя с философской точки зрения, возможно, ни одна рыба не стала победителем в конце дня, в мире нейробиологии разница было значительным.
Исследователи полагают, что понимание этого «переключателя проигравшего» может иметь огромное значение для новых методов лечения расстройств настроения, таких как социальная тревога и абстиненция.
«Есть много исследований, доказывающих участие хабенулы в тяжелой депрессии, но часть хабенулы, связанная с межножковым ядром, изучена недостаточно», — сказал Окамото. «Я уверен, что этот контур, вероятно, участвует в таких состояниях, как социальная изоляция».
Хотя результаты являются предварительными, они имеют интересные соображения на будущее, например, может ли что-то, что подавляет активность ACh, оказать положительное влияние на человека драйв, настойчивость и умственная устойчивость?
Тем временем исследователи намерены продолжить изучение роли, которую эти схемы выигрыша и проигрыша играют в выживании.
«Наша конечная цель – определить реальную роль этих двух контуров», — сказал Окамото. «Наша текущая гипотеза заключается в том, что схема победителя заставляет рыбу сосредоточиться на своем внутреннем состоянии, тогда как схема проигравшего заставляет рыбу смотреть на внешний мир. В настоящее время мы проводим эксперименты для проверки этой гипотезы».
исследование было опубликовано в журнале Current Biology.
