Memori spatial yang buruk menyumbang kepada pengkhianatan • Yuliya Kondratenko • Berita sains mengenai "Unsur" • Genetik, Etologi, Neurobiologi

Memori spatial yang buruk menyumbang kepada pengkhianatan.

Rajah. 1. Walaupun spesies monogami seperti var kuning-bellied (Microtus ochrogaster), satu perempat daripada konsep tidak berlaku dengan pasangan biasa. Foto © Aubrey Kelly / Cornell University dari news.utexas.edu

Saiz wilayah di mana vole lelaki berleher kuning berjalan bergantung kepada sama ada dia mempunyai varian gen reseptor vasopressin – "lemah" atau "kuat". Hanya beberapa perubahan dalam urutan gen ini secara dramatik mengubah tahap aktivitinya di kawasan otak yang berkaitan dengan memori ruang. Para saintis percaya bahawa laki-laki lumpur, berjalan di atas kawasan yang besar dan bertemu dengan wanita lain, hanya tidak ingat di mana mereka mendapat dari lelaki lain. Oleh itu, mereka takut memasuki harta benda orang lain dan menukar pasangan mereka dengan lebih kerap.

Kurang daripada 5% mamalia adalah monogam – iaitu, mereka membentuk pasangan yang stabil. Kumpulan yang jarang ini termasuk tahi lalat kuning (Microtus ochrogaster) – objek kegemaran saintis yang mempelajari sosialiti. Para saintis mengetahui apa perbezaan voles kuning-bellied dari saudara dekat mereka membuat mereka memulakan hubungan untuk hidup.

Walau bagaimanapun, tidak semua wakil-wakil spesies monogami ini menjaga kesetiaan: walaupun dalam lubang-lubang kuning, kira-kira satu perempat daripada konsep tidak berlaku dengan pasangan biasa.Tetapi perubahan ini tidak sama ratanya: beberapa haiwan tidak berubah sama sekali, sementara yang lain – sangat kerap. Dengan membandingkan individu yang setia dan menukar pasangan mereka, adalah mungkin untuk menyiasat sebab mengapa pelbagai tingkah laku sosial berlaku dalam populasi. Walaupun ia dinyatakan secara umum pada peringkat genetik (contohnya, jika spesis secara umumnya monogamous), terdapat mekanisme di mana individu individu spesies berkelakuan berbeza.

Sesetengah mekanisme pemasangan lampiran kuning-kupu-kupu kuning ke pasangan mereka sudah terbuka. Oleh itu, ia menunjukkan bahawa haiwan-haiwan ini secara mendadak dibezakan daripada saudara-saudara poligami mereka dengan pengedaran reseptor vasopressin di otak (lihat A. Ophir et al., 2007. Perubahan dalam ekologi neural) ). Voles resipi-reseptor ini mempunyai paling banyak di pallidum ventral – kawasan otak yang dikaitkan dengan pembentukan ganjaran dan motivasi. Pada lubang-lubang lain seperti lonjakan dalam kandungan reseptor vasopressin di kawasan otak ini tidak diperhatikan. Ia juga ternyata bahawa jika secara artifik meningkatkan aktiviti gen reseptor vasopressin di pallidum ventral daripada permaidani kuning atau tikus,lampiran mereka kepada pasangan tertentu akan menjadi lebih kuat: tikus kemudian lebih suka menghabiskan lebih banyak masa dengan pasangan mereka, dan bukannya dengan tikus lain yang bertentangan.

Vasopressin adalah sama dalam struktur kepada oxytocin: molekul ini berbeza dalam hanya dua residu asid amino daripada sembilan. Kedua-dua neuropeptida menjejaskan interaksi sosial, termasuk pembentukan lampiran. Ratusan kertas saintifik dikhaskan untuk mengukuhkan hubungan sosial di bawah tindakan oxytocin, dan neuropeptida mempunyai reputasi untuk "kasih sayang hormon". Vasopressin kurang dikenali dalam peranan ini, tetapi banyak karya menunjukkan bahawa fungsinya sebahagian besarnya bertindih dengan oxytocin yang berkaitan (lihat Z. Donaldson, L. Young, 2008. Oxytocin, vasopressin, dan neurogenetics sosialiti). Oleh itu, tidak menghairankan bahawa lampiran ayam ke pasangan mereka bergantung pada bilangan reseptor untuk vasopressin dan bahawa ia melalui vasopressin yang motivasi terbentuk untuk menghabiskan lebih banyak masa dengan individu tertentu dan membentuk pasangan yang stabil.

Oleh itu, spesies monogami – vokulan kuning-bellied – berbeza daripada poligami berkaitan dengan kandungan tinggi reseptor vasopressin di kawasan otak yang berkaitan dengan ganjaran.Dan bagaimanakah otak permaidani kuning-berlainan berbeza-beza, yang kadang-kadang menipu pada pasangan wanita mereka, dan mereka yang selalu berlaku kepada mereka? Ia ternyata bahawa reseptor yang lebih sedikit untuk vasopressin dihasilkan di otak "berangin" lubang. Tetapi perbezaan itu diperoleh dengan mengorbankan kawasan-kawasan yang tidak berkaitan dengan imbuhan, tetapi dengan memori ruang, terutamanya disebabkan oleh korteks retrosplenial.

Rajah. 2 Lelaki dengan varian "lemah" vasopressin reseptor gen berjalan di kawasan yang lebih besar daripada yang setia, dan lebih sering bertemu wanita asing. Foto © Yva Momatiuk & John Eastcott / Minden Pictures / Newsco dari sinopsis popular kepada artikel yang dibincangkan di Sains

Ini sudah menjadi kejutan. Sekiranya monogami spesies dikaitkan dengan kerja sistem ganjaran, maka mengapa kekerapan perubahan dalam monogamous voles yang berkaitan dengan memori spatial? Oleh itu, saintis Amerika memutuskan untuk menyiasat pergerakan lelaki yang setia dan berang-berang dari vole kuning menggunakan telemetri, dengan harapan dapat mencari beberapa perbezaan dalam bagaimana kedua-dua kumpulan haiwan menggunakan ruang.

Ternyata lelaki yang menukar pasangannya, berjalan di kawasan yang lebih besar daripada orang yang setia, dan lebih sering bertemu dengan perempuan lain (Gambar 2). Secara terperinci, lelaki lelaki yang tidak setia juga lebih sering dikunjungi oleh lelaki asing.Lelaki yang lebih suka berjalan lebih jauh untuk menjaga pasangan mereka, telah menurunkan paras reseptor vasopressin di kawasan otak yang berkaitan dengan memori ruang. Pada masa yang sama di kawasan otak yang bertanggungjawab atas ganjaran, lelaki berangin semuanya sama seperti orang yang setia.

Oleh kerana terdapat jenis tingkah laku yang berbeza dalam populasi monogamous, ia akan menjadi menarik untuk mencari ciri-ciri genetik yang menentukannya. Penyelidik membandingkan reseptor vasopressin pengekodan loci DNA dan mendapati empat kedudukan pembolehubah yang meramalkan bilangan reseptor vasopressin dalam korteks retrosplenial (lihat korteks Retrosplenial) yang dikaitkan dengan memori ruang. Varian nukleotida dalam empat kedudukan ini didapati dalam dua kombinasi, salah satunya membentuk alel kandungan rendah reseptor vasopressin dalam korteks retrosplenial, dan yang lain – tinggi. Kedua-dua alel tidak mempunyai kesan ke atas bilangan reseptor vasopressin di bahagian otak lain.

Menariknya, dalam haiwan makmal, kehadiran satu atau lain-lain varian gen mempunyai kesan yang lebih kuat terhadap kandungan reseptor vasopressin dalam korteks retrosplenial,daripada liar (iaitu, individu dengan alel "lemah" mempunyai lebih sedikit reseptor, dan dengan "kuat" – lebih banyak daripada haiwan liar dengan varian gen yang sama). Ternyata ciri penting ini dipengaruhi bukan sahaja oleh keturunan, tetapi juga oleh keadaan hidup binatang.

Untuk memahami dengan tepat bagaimana penggantian di lokus reseptor vasopressin menjejaskan kerja gen, saintis memeriksa tanda epigenetik dari histonnya. Oleh label pada protein ini yang menyokong struktur DNA, adalah mungkin untuk meramalkan dengan ketepatan yang tinggi di kawasan pengawalseliaan yang mengawal aktiviti gen. Sebagai contoh, untuk penambah – tapak yang meningkatkan kerja gen – penambahan label metil ke residu lysine histon H3 keempat adalah tipikal. Sekiranya terdapat banyak label seperti pada histones segmen DNA tertentu, maka kemungkinan besar ia berfungsi sebagai penambah. Menurut kriteria ini, saintis telah mendapati bahawa tiga daripada empat jawatan yang terdapat terletak di enhancers. Kedudukan variabel keempat terletak di tapak dengan ketumpatan rendah histones, yang tipikal untuk bahagian DNA, yang sering dikaitkan dengan protein pengawalseliaan. Oleh itu, dia juga berkemungkinan menjadi milik tapak yang penting untuk menguruskan aktiviti gen.

Kerana penggantian, salah satu daripada alel menjadi lebih kecil daripada titik-titik yang mana tag-tag yang dinyahaktifkan telah dilampirkan. Pada masa yang sama, ternyata varian gen ini mempunyai kurang tag dekontaminasi bukan sahaja pada kedudukan berubah-ubah, tetapi juga di kawasan-kawasan yang tidak berbeza dalam dua alel. Ini mungkin disebabkan oleh kenyataan bahawa epigenetic tags sering tersebar merentas DNA dalam gelombang – satu teg menarik protein yang mengubah suai tag yang sama di sekitarnya. Mungkin, nukleotida tertentu dalam kedudukan berubah-ubah lokus reseptor vasopressin berfungsi sebagai primer, yang mana selepas label dilampirkan, gelombang penumpukan boleh menyebarkan ke kawasan yang lebih panjang. Dan kerana kedudukan berubah-ubah dari mana gelombang tersebut dicetuskan berada di kawasan pengawalseliaan, bidang-bidang ini kemungkinan besar akan dimatikan jika terdapat nukleotida dalam posisi berubah-ubah yang membolehkan anda melampirkan label dinonaktifkan. Oleh itu, kerana penggantian dalam kedudukan berubah-ubah, dua varian gen diperolehi di mana mod operasi mereka ditetapkan, dan kedua-dua varian ini adalah biasa dalam populasi (Rajah 3).

Rajah. 3 Lelaki berambut kuning, berubah pasangan mereka (ditunjukkan merah; KWSP – persenyawaan tambahan pasangan), bergerak ke kawasan yang lebih besar daripada lelaki yang setia (ditunjukkan oleh dalam warna biru; IPF – persenyawaan antara pasangan). Perbezaan dalam pergerakan lelaki disumbangkan oleh penulis untuk ingatan spatial miskin lelaki berangin: mereka mempunyai reseptor vasopressin yang jauh lebih sedikit di kawasan otak yang berkaitan dengan memori ruang, oleh itu kawasan-kawasan ini kurang berkemungkinan diaktifkan. Dan perbezaan dalam bilangan reseptor pula dijelaskan oleh kewujudan dalam populasi dua varian gen reseptor ini – "lemah" (pada lelaki berangin) dan "kuat". Imej dari sinopsis yang popular kepada artikel yang dibincangkan di Sains

Para saintis memutuskan untuk menilai mana-mana jenis kelakuan yang lebih menguntungkan. Ternyata ia bergantung kepada keadaan. Secara umum, pembawa dua varian genetik ini meninggalkan bilangan keturunan yang sama, tetapi jika pengkhianatan berlaku lebih kerap dalam populasi, pemilihan mula memihak kepada varian genetik yang sepadan. Sebaliknya, jika perubahan itu kurang, lebih banyak keturunan meninggalkan ayah yang setia. Dan turun naik dalam kekerapan perubahan dalam populasi secara keseluruhan bergantung terutamanya pada kepadatan betina.Sekiranya terdapat banyak wanita di sekitar, lebih menguntungkan untuk berubah: lebih cenderung untuk mendapatkan anak bukan sahaja daripada wanita mereka sendiri, tetapi juga dari orang lain. Sekiranya terdapat beberapa wanita di sekeliling, pengembaraan tidak akan membawa kepada kejayaan, jadi lebih berfaedah untuk tinggal bersama wanita anda dan pada masa yang sama melindungi dia daripada lelaki lain. Kerana turun naik biasa bilangan wanita dalam populasi, cukup banyak lelaki yang setia dan berubah dikekalkan.

Ia masih menjadi persoalan terbuka bagaimana sebenarnya sebilangan kecil reseptor vasopressin di kawasan otak yang berkaitan dengan memori ruang membawa kepada hakikat bahawa vole lelaki berjalan melalui kebanyakan wilayah. Kurang reseptor di kawasan tertentu otak bermakna kurang peluang untuk mengaktifkannya. Oleh itu, di dalam lubang-lubang yang mempunyai reseptor vasopressin yang lebih sedikit di kawasan-kawasan yang berkaitan dengan memori ruang, ingatan spatial boleh menjadi lebih teruk. Jadi terdapat hipotesis lucu bahawa lelaki berjalan di kawasan besar yang bersilang dengan wilayah pasangan lain, kerana dia tidak ingat dengan tepat di mana ia mendapat dari lelaki lain. Ketakutan semacam itu kadang-kadang membawa kepada fakta bahawa dia tidak memenuhi lelaki lain, tetapi bertemu dengan perempuan dan mengubah pasangannya yang tetap dengannya.

Sumber: Mariam Okhovat, Alejandro Berrio, Gerard Wallace, Alexander G. Ophir, Steven M. Phelps.Perubahan kesetiaan seksual perubahan pengawalseliaan dalam prairie vole brain // Sains. 2015. V. 350. P. 1371-1374.

Lihat juga:
1) Cinta dan kesetiaan dikawal oleh dopamin, "Unsur", 12/07/2005.
2) Oxytocin menyebabkan lelaki berkahwin tetap setia, "Unsur", 12/24/2012.
3) Untuk mendapatkan keseronokan dari komunikasi, kerja yang diselaraskan oxytocin dan serotonin dalam nukleus accumbens adalah perlu, "Elements", 09/16/2013.

Yulia Kondratenko


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: