Ученые обнаружили зеркальные нейроны у мышей и обнаружили, что они настроены на агрессию.
В природе, когда два животных дерутся, они редко остаются без зрителей. Отодвиньте камеру на пару сражающихся львов, и вы увидите, как их сверстники смотрят на вас.
Исследователи из Стэнфордской медицины хотели узнать, как животные воспринимают эти агрессивные взаимодействия. В новом исследовании на мышах они обнаружили, что некоторые нейроны в части мозга, известной как «центр ярости», возбуждаются как тогда, когда мышь сражается, так и когда она наблюдает, как сражаются другие. Такие нейроны известны как зеркальные нейроны — они активны, когда животное делает то же самое и когда оно наблюдает, как другое животное делает то же самое.
Это исследование впервые обнаружило зеркальные нейроны у мышей и в гипоталамусе — эволюционно древней части мозга — что указывает на более первичное происхождение зеркальных нейронов, чем считалось ранее.
Исследование было опубликовано 15 февраля в журнале Cell.
Оценка агрессии
«Агрессия в дикой природе редко бывает личным делом», — сказал Нирао Шах, MBBS, доктор философии, профессор психиатрии и поведенческих наук и старший автор исследования. «Агрессия обычно заключается не только в том, чтобы победить другое животное, но и в том, чтобы сказать окружающим: «Эй, я босс». Это публичный показ».
Предыдущая работа в лаборатории Шаха проследила агрессию у самцов мышей до скопления клеток мозга в части вентромедиального гипоталамуса. (У самок мышей одни и те же нейроны не вызывают агрессию.) Названные «центром ярости», эти нейроны могли активировать агрессию, но также казались чувствительными к социализации мыши — мыши, содержавшиеся в общем доме, были менее агрессивны. «Это исследование заставило нас задуматься: «К чему еще чувствительны эти нейроны?», — сказал Шах.
Тэхонг Ян, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Шаха и первый автор исследования, предположил, что эти нейроны могут быть чувствительны к агрессии между другими мышами.
«И это оказалось так: они отражают агрессию других животных», — сказал Шах. «Эти нейроны на самом деле оценивают: «В какой агрессивной ситуации я нахожусь?»
Зеркала ярости
Используя точные методы визуализации, исследователи зафиксировали активность в центре ярости самцов мышей, участвующих в драке, и тех, кто был свидетелем драки.
Разжечь драку между самцами мышей очень просто — исследователям нужно было всего лишь поместить самца мыши в чужую клетку. Резидентная мышь нападала на злоумышленника и проявляла угрожающее поведение, например, трясла хвостом. Чтобы установить свидетеля, исследователи позволили одинокой мыши наблюдать за этими боями через прозрачную перегородку.
Они обнаружили, что почти идентичный набор нейронов в центре ярости был активен как у бойцов, так и у наблюдателей, что позволяет квалифицировать их как зеркальные нейроны.
Обнаружение зеркальных нейронов у мышей было «довольно шокирующим», сказал Шах. Большинство исследований зеркальных нейронов было сосредоточено на нейронах, обнаруженных у приматов в коре головного мозга, наиболее эволюционно продвинутой части мозга.
Еще одним сюрпризом стало то, что у наблюдателя нейроны, отражающие агрессию, активировались при виде, тогда как у дерущихся мышей они активировались запахом феромонов. Видеозаписи показали, что зеркальные нейроны срабатывали только в те моменты, когда наблюдатель был обращен лицом к бойцам, а не когда он был отвернут. И когда исследователи выключили свет, зеркальные нейроны наблюдателя совершенно не реагировали на шум по соседству.
Исследователи также обнаружили, что эти зеркальные нейроны, по-видимому, врожденно настроены на агрессию даже у мышей, которые никогда не были свидетелями агрессивного поведения и не проявляли его. Они не срабатывали, когда мыши наблюдали за другими действиями, такими как обнюхивание, уход за собой или бег на колесе.
Важно для борьбы
Затем в серии экспериментов исследователи продемонстрировали, что нейроны, отражающие агрессию, не только ощущают агрессию, но и активизируют ее. Когда они избирательно подавляли эти нейроны, мышей меньше раздражал взломщик-самец, и они инициировали лишь треть атак или маханья хвостом, чем нормальные мыши.
И наоборот, при включении зеркальных нейронов мыши становились без разбора агрессивными. Мало того, что они инициировали в три раза больше нападений на злоумышленников-мужчин, чем обычно, они нападали даже на посетителей-женщин, которые обычно вызывали бы игривое совокупление. Излишне говорить, что они были менее успешными в спаривании. Мыши -самцы были так взбешены, что даже трясли хвостами при виде собственного зеркального отражения.
«Это говорит вам о том, что активность этих нейронов достаточна для агрессии, даже если нет провокации», — сказал Шах.
С тех пор как они были обнаружены в 1990-х годах, зеркальные нейроны вызвали большой интерес в популярной культуре и необоснованные предположения о том, что они могут лежать в основе нашей способности подражать, сопереживать, развивать культуру и даже ценить искусство. Однако их истинная функция остается загадкой, отчасти потому, что их трудно изучать у приматов.
Новое исследование на мышах предоставляет первое доказательство того, что зеркальные нейроны не только реагируют на поведение — в данном случае на агрессию, — но и контролируют его.
От мышей к людям?
По словам Шах, тот факт, что нейроны, отражающие агрессию, существуют в такой примитивной части мозга, указывает на то, что они могли сохраниться на протяжении всей эволюции, от мыши к человеку.
«Это предполагает, что у нас могут быть одни и те же нейроны, и, возможно, они кодируют в нас некоторые качества агрессии», — сказал он.
Исследователи не исследовали, как наблюдение за агрессивным поведением повлияло на наблюдателей, но они предлагают свои собственные предположения: возможно, подобно боксерам, изучающим видеозапись действий своего противника, мыши в стороне учатся быть лучшими бойцами.
