Mechanizm mózgowy uczy myszy unikać prześladowców

Badanie przeprowadzone przez naukowców z Grossman School of Medicine na Uniwersytecie Nowojorskim ujawniło, że na takie „zachowanie regresywne” wpływa odrębny obszar w dolnej części podwzgórza – części mózgu kontrolującej głód, sen i poziom wielu hormonów. Zespół odkrył wcześniej, że ten specjalny obszar, zwany przednią brzuszną boczną częścią podwzgórza brzuszno-przyśrodkowego (aVMHvl), pomaga gryzoniom bronić się przed atakami ze strony tyranów. W tym miejscu autorzy identyfikują również centralną rolę regionu w napędzaniu długoterminowego unikania po porażce.

Badanie wykazało, że gdy konkurujące myszy spotykają się po raz pierwszy, informacja o zapachu rywali nie jest wystarczająco silna, aby aktywować komórki aVMHvl w celu wywołania odwrotu. Jednak gdy rozpocznie się walka, ból (np. ugryzienie) powoduje wydzielanie oksytocyny, „hormonu przytulania”. Chociaż sygnał ten od dawna jest kojarzony z rodzicielstwem i przyciąganiem, w tym przypadku wiąże się on z receptorami oksytocyny na komórkach aVMHvl i sygnalizuje niebezpieczeństwo. Autorzy badania twierdzą, że proces ten łączy sygnały bólowe z zapachem przeciwnika, więc gdy następnym razem zbliży się agresor, sam jego zapach zachęci mysz tyrana do odsunięcia się.

„Nasze odkrycia dostarczają nowego wglądu w to, jak oksytocyna w podwzgórzu stymuluje uczenie się na podstawie traumatycznych doświadczeń społecznych” – powiedział główny autor badania Takuya Osakada, doktor. „Chociaż hormon ten jest często kojarzony z pozytywnymi zachowaniami, takimi jak opiekowanie się, nasze badanie podkreśla jego kluczową rolę w konfliktach społecznych” – dodaje Osakada, doktorantka na wydziałach psychiatrii, neurologii i fizjologii na Uniwersytecie Nowojorskim Langone Health.

Chociaż zespół badawczy przestrzegł, że myszy w dużej mierze dzielą chemię mózgu z ludźmi, ale nie są takie same, poprzednie badania wykazały podobne zachowanie „wycofywania się” po porażce społecznej u wielu gatunków, w tym ludzi. Ponadto wcześniejsze badania przeprowadzone na dzieciach powiązały doświadczenie bycia zastraszanym ze zwiększoną izolacją społeczną i nieobecnością w szkole.

Osakada zwraca uwagę, że chociaż w poprzednich badaniach analizowano zachowanie gryzoni na przestrzeni czasu po powtarzających się porażkach, nowe badanie opublikowano 24 stycznia w czasopiśmie w Internecie. Naturajako pierwszy odkrył szybkie uczenie się społeczne, które następuje natychmiast po przegranej walce.

Na potrzeby badań zespół badawczy obserwował setki myszy, które przed rozdzieleniem miały kontakt z konkurentem przez 10 minut. Zmierzyli także aktywność mózgu zwierząt przed konfliktem i po nim. Wyniki pokazały, że 24 godziny po przegranej pojedynczej walce interakcja społeczna spadła do zaledwie 20% poziomu sprzed porażki. Ponadto wyniki ujawniły, że ból spowodował natychmiastową aktywację komórek mózgowych uwalniających oksytocynę, zlokalizowanych bezpośrednio w sąsiedztwie aVMHvl.

Aby dokładniej zbadać rolę aVMHvl w unikaniu kontaktów społecznych, naukowcy zablokowali wiązanie się receptorów w tych komórkach z oksytocyną. Odkryli, że gryzonie z zablokowanymi receptorami oksytocyny rzadziej wycofywały się przed agresorem w kolejnych spotkaniach. W międzyczasie, gdy zespół sztucznie aktywował komórki aVMHvl, zwierzęta wytrzymały, nawet jeśli nie przegrały bitwy.

„Teraz, gdy lepiej rozumiemy najważniejsze siły stojące za unikaniem kontaktów społecznych, badacze mogą zacząć poszukiwać sposobów wykorzystania oksytocyny w leczeniu schorzeń wpływających na umiejętności społeczne, takich jak autyzm, lęk społeczny i zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi” – czytamy w badaniu. powiedział główny badacz. Doktor Dayu Lin Lin jest profesorem na wydziałach psychiatrii, neurologii i fizjologii na Uniwersytecie Nowojorskim w Langone, a także członkiem jego Instytutu Neuronauki.

Lin ostrzega jednak, że chociaż zespół powiązał avmhvl z unikaniem społecznym, nie znalazł takiego powiązania z innym zachowaniem, które przejawiają pokonane myszy — zastyganiem w obliczu konfliktu. W rezultacie naukowcy twierdzą, że w zachowania porażkowe prawdopodobnie zaangażowane są dodatkowe systemy mózgowe, a zrozumienie takich systemów jest niezbędne przed opracowaniem terapii zaburzeń społecznych u ludzi opartych na oksytocynie.

Następnie zespół badawczy planuje zbadać, czy nowo odkryty mechanizm aVMHvl może być również zaangażowany w zachowania wykorzystywane przez gryzonie w celu ustalenia swojej hierarchii społecznej w bardziej naturalnych warunkach, zamiast w scenariusz wymyślony w początkowym eksperymencie.

Badanie zostało finansowane z grantów Narodowego Instytutu Zdrowia U19NS107616, R01MH101377, R01MH124927 i R01HD092596. Dalsze fundusze zapewniły Fundacja Mathersa, Frail Brain Project, Fundacja O'Hara Memorial, stypendium badawcze JSPS Extramural Research Fellowship i stypendium Osamu Hayashi Memorial Fellowship.

Oprócz Osakady i Lin w badanie zaangażowani byli także badacze z NYU Langone: dr Rongzhen Yan; Yuen Jiang, MS; Dongyu Wei, dr; Rina Tabuchi; Peng Dai, licencjat dr Xiaohan Wang; dr Richard Tsien; i Adam Marr, dr.