Как голод влияет на аверсивное обучение

Прочитано: 59 раз(а)


Внутренние состояния, которые испытывают животные, когда они испытывают жажду, голод, сонливость или агрессию, как было обнаружено, связаны с комбинированной активностью различных нейромодуляторов и нейротрансмиттеров. Эти химические мессенджеры могут радикально изменять возбудимость и функциональную связность нейронов, что, в свою очередь, играет роль в формировании поведения животных.

Прошлые исследования на Drosophila (маленькие плодовые мушки) показали, что энергетический гомеостаз у этих насекомых регулируется различными нейрогормонами/модуляторами, которые по-разному влияют на их физиологию и поведение. К ним относятся инсулиноподобные пептиды (dILP) и адипокинетический гормон (AKH), ​​гормоны с теми же функциями, что и инсулин и глюкагон у млекопитающих соответственно.

Исследователи из Центра нейронных цепей и поведения Оксфордского университета недавно провели исследование, изучающее, как эти связанные с голодом нейрогормоны влияют на обучение ассоциациям между стимулами и неприятными или отрицательными результатами (т. е. аверсивное обучение) у плодовых мушек . Их статья , опубликованная в Neuron, показывает, что гормон AKH играет ключевую роль в модулировании аверсивного обучения с подкреплением.

«Голодным животным нужны компенсаторные механизмы для поддержания гибкой функции мозга, в то время как модуляция перенастраивает цепи для приоритетного поиска ресурсов», — написали Элеонора Мески, Люсиль Дюкеной и их коллеги в своей статье. «У дрозофилы голод подавляет аверсивно подкрепляющие дофаминергические нейроны (DAN), чтобы разрешить выражение воспоминаний о поиске пищи. Многозадачность системы подкрепления для мотивации потенциально подрывает аверсивное обучение».

Аверсивное обучение — это эволюционный процесс, посредством которого животные начинают ассоциировать определенные стимулы с неприятными результатами после повторного негативного опыта, следующего за воздействием этих стимулов. Это часто приводит к поведению, направленному на попытку избежать стимула и связанных с ним переживаний.

Например, плодовых мушек можно научить ассоциировать определенные запахи с электрическими разрядами или, в качестве альтернативы, с положительными вознаграждениями (например, потреблением сахара или других питательных веществ). Исследователи решили выяснить, модулирует ли голод установление связей между запахом и электрическими разрядами у мух.

Для этого они лишили мух пищи на 24 часа и исследовали, как это повлияло на их аверсивное обучение. Затем команда использовала различные оптогенетические методы и инструменты визуализации in vivo, чтобы лучше понять роль нейрогормонов в наблюдаемых ими эффектах.

«Мы обнаружили, что хронический голод слегка усиливает аверсивное обучение, а для насыщенного базового уровня и усиленного голодом обучения требуется сигнализация эндокринного адипокинетического гормона (AKH), ​​— пишут Мески, Дюкеной и их коллеги. — Циркулирующий AKH влияет на аверсивное обучение через свой рецептор в четырех нейронах вентрального мозга, два из которых являются октопаминергическими».

Эксперименты исследователей показали, что AKH, эквивалент глюкагона у мух, устанавливает базовые и усиленные голодом уровни аверсивного обучения, действуя через определенные нейроны, которые высвобождают нейротрансмиттер октопамин. Этот нейротрансмиттер модулирует входные сигналы, отправляемые дофаминергическим нейронам, участвующим в подкреплении аверсивного обучения.

«Коннектомика показала, что нейроны, экспрессирующие рецепторы AKH, находятся выше нескольких классов восходящих нейронов, многие из которых являются пресинаптическими к аверсивно подкрепляющим DAN», — пишут Мески, Дюкенов и их коллеги.

«Октопаминергическая модуляция и выход по крайней мере одного из этих восходящих путей необходимы для аверсивного обучения, подкрепленного током и горьким вкусом. Мы предполагаем, что скоординированное усиление ввода компенсирует направленное на голод ингибирование аверсивных DAN, чтобы сохранить подкрепление, когда это необходимо».

Результаты этого недавнего исследования способствуют пониманию того, как голод влияет на аверсивное обучение у дрозофилы, в частности, подчеркивая ключевую роль нейрогормона AKH. В будущем это может вдохновить на дальнейшие исследования, направленные на подтверждение закономерностей, наблюдаемых исследователями в других моделях животных.

Как голод влияет на аверсивное обучение



Новости партнеров