Neuron yang sama bertanggungjawab untuk kenalan, jantina, dan perosak • Alexander Markov • Berita sains mengenai "Elemen" • Neurobiologi, Etologi, Genetik

Neuron yang sama bertanggungjawab untuk dating, hubungan seks dan pertempuran

Rajah. 1. Rangsangan ringan neuron Esr1+ menimbulkan lelaki yang diubah suai secara genetik (hitam, dengan panduan cahaya di kepala) untuk cuba kawin dengan lelaki lain. Bingkai dari filem yang dilampirkan pada artikel yang dibincangkan Alam. Tonton penuh

Kaedah moden kejuruteraan genetik dan optogenetics telah mendedahkan sekumpulan neuron dalam hipotalamus tikus, mengenai aktiviti yang bergantung kepada respon yang damai dan agresif haiwan kepada saudara-mara mereka. Pengujaan neuron Esr1 yang lemah+ merangsang tingkah laku penerokaan (kenalan, menghidu) dan percubaan untuk pasangan, sedangkan pengujaan yang kuat dari neuron yang sama menimbulkan pencerobohan. Oleh itu, kumpulan neuron yang sama melancarkan program tingkah laku sosial yang berlainan.

Adalah diketahui bahawa rangsangan elektrik dari beberapa bahagian hipotalamus menimbulkan pencerobohan. Ini telah ditunjukkan dalam banyak eksperimen pada kucing dan tikus. Baru-baru ini, pusat pencerobohan di otak tikus lebih terperinci: ternyata segmen ventrolateral dari hipotalamus ventromedial (hypothalamus ventromedial, subbahagian ventrolateral; VMHvl); lihat: Lin et al., 2011. Pengenalpastian fungsi pencerobohan tetikus di dalam tetikus hipothalamus.

Satu kajian baru oleh ahli-ahli saraf Amerika Amerika, hasilnya diterbitkan dalam jurnal terkini Alam, mendedahkan fakta baru yang tidak dijangka mengenai peranan VMHvl dalam pengawalan tingkah laku sosial.

Penulis memberi tumpuan kepada salah satu kumpulan neuron VMHlv, iaitu, neuron di mana gen reseptor estrogen Esr1 aktif. Neuron tersebut terdiri daripada kira-kira 40% daripada semua sel saraf VMHlv. Seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen awal, ia adalah neuron (simbol mereka – Esr1+) terutamanya teruja pada tikus dengan tingkah laku agresif.

Untuk lebih memahami kerja neuron Esr1+, saintis telah mencipta tikus yang diubahsuai secara genetik, di mana rekombinase Cre dinyatakan dengan reseptor estrogen (lihat rekombinase Cre). Tikus-tikus ini ditanam di kepala dengan panduan cahaya dan virus tiruan dimasukkan ke dalam hipotalamus, genom yang mengandungi gen yang tidak aktif chr2 (lihat Channelrhodopsin). Gen ini menyebabkan neuron menjadi teruja dengan cahaya, tetapi hanya selepas Cre recombinase diterjemahkan ke dalam keadaan aktif (lihat Penggabungan Cre-Lox). Oleh itu, kita mendapat tikus di mana neuron Esr1 terpilih bersemangat dengan tindakan cahaya.+.

Tikus yang disediakan dengan cara ini dikurung, dan kemudian tikus lain dibenarkan di sana dan ditonton sebagai rangsangan cahaya neuron Esr1+ akan mempengaruhi tingkah laku haiwan eksperimen apabila berkomunikasi dengan orang asing. Ternyata dalam lelaki pengaktifan Esr1+ membawa kepada serangan segera oleh orang asing (sama ada lelaki atau perempuan), manakala wanita hanya mula memperhatikan tetamu secara intensif, mengendusnya dengan teliti. Oleh sebab pengarang terutamanya tertarik pada pencerobohan, eksperimen selanjutnya dilakukan kepada lelaki.

Untuk memulakannya, adalah perlu untuk memeriksa sama ada neuron VMHvl lain yang tidak mengekspresikan reseptor estrogen menjejaskan tingkah laku yang agresif (Esr1). Untuk melakukan ini, satu lagi virus telah disuntik ke dalam hypothalamus ventromedial lelaki yang diubah suai secara genetik, di mana gen chr2 pada asalnya dalam keadaan aktif, dan Cre recombinase melumpuhkannya. Oleh itu, lelaki ternyata, di mana neuron Esr1 teruja dari cahaya. (di mana tidak ada recombinase Cre), dan neuron Esr1+ tidak bertindak balas kepada cahaya. Eksperimen dengan lelaki ini menunjukkan bahawa pengujaan Esr1 tidak menyebabkan pencerobohan. Pada masa yang sama, pada lelaki "jenis liar" (yang tidak mempunyai gen recombinase Cre) selepas diperkenalkannya virus, liputan hipotalamus menyebabkan pencerobohan.

Oleh itu, untuk memaksa lelaki untuk segera menyerang orang asing, adalah perlu dan mencukupi untuk merangsang neuron Esr1+ (tetapi tidak Esr1).

Kaedah optogenetik membenarkan bukan sahaja untuk merangsang neuron yang terpilih, tetapi juga menghalang aktiviti mereka – juga dengan bantuan cahaya. Untuk melakukan ini, bukan saluran rhodopsin (chr2) menggunakan virus dengan gen halorhodopsin yang dimasukkan (lihat Halorhodopsin) – protein yang, di bawah tindakan cahaya, pam-ion Cl ke dalam sitoplasma neuron, dengan itu merosakkan neuron keupayaan untuk menjadi teruja (untuk menghasilkan potensi tindakan). Menggunakan teknik ini, penulis menunjukkan bahawa perencatan aktiviti neuron Esr1+ dengan serta-merta merosakkan lelaki-lelaki apa-apa keganasan. Jika anda melambatkan Esr1+ semasa menyerang tikus lain, serangan itu segera berhenti. Jika anda menerangi neuron terlebih dahulu, serangan itu tidak akan bermula sama sekali: lelaki itu tidak akan menyerang orang yang tidak dikenali walaupun dalam keadaan ketika lelaki normal akan diserang. Lelaki sedemikian yang mempunyai pusat "serangan agresif" yang cacat tanpa pertarungan di hadapan orang luar menyerang wilayah undang-undangnya.

Semasa eksperimen, para penyelidik melihat bahawa rangsangan neuron Esr1+ kadang-kadang membawa kepada pencerobohan, tetapi hanya untuk "kenalan" yang lebih bertenaga: lelaki eksperimen mula mengendus orang asing yang keras, atau cuba untuk memanjatnya, seolah-olah untuk kawin, walaupun orang asing itu juga lelaki.

Untuk menangani kesan-kesan aneh ini, eksperimen dilakukan di mana penulis menggunakan, pertama, dos yang berlainan virus dengan gen chr2kedua, rangsangan cahaya kekuatan yang berbeza. Oleh itu, penyelidik mengawal intensiti pengujaan neuron Esr1+.

Eksperimen telah menunjukkan bahawa tingkah laku yang agresif lelaki hanya dihasilkan oleh rangsangan yang kuat Esr1+. Rangsangan neuron yang lebih lemah ini tidak menjejaskan komunikasi lelaki dengan perempuan dan tidak menyebabkan serangan terhadap lelaki lain. Walau bagaimanapun, tindak balas kepada orang asing tidak berubah secara radikal: semangat menghidu tumbuh dan cuba menaikkan peningkatan orang asing (rajah 1). Dalam kes ini, ia adalah normal, iaitu, tanpa stimulasi buatan neuron Esr1+lelaki tidak pernah cuba memanjat lelaki lain.

Seperti yang ternyata, anda juga boleh mengawal kelakuan lelaki dalam proses berkomunikasi dengan orang asing, mengubah kuasa rangsangan cahaya neuron Esr1+. Sebagai contoh, anda boleh mula menghidupkan cahaya lebih lemah, dan kemudian lelaki eksperimen akan mula menghidu orang asing secara intensif dan cuba memanjat belakangnya, dan kemudian anda dapat meningkatkan cahaya, dan kemajuan lembut akan segera menjadi serangan yang agresif (Gambar 2).

Rajah. 2 Bergantung pada intensiti rangsangan neuron Esr1+ lelaki sama ada cuba untuk memanjat lelaki lain (pemasanganlajur hijau pada rajah), atau serangan (seranganbar merah), atau menunjukkan tindak balas campuran (bercampurbar kuning). Sepanjang paksi mendatar pada rajah – kuasa rangsangan cahaya neuron Esr1+, pada menegak – kekerapan pelbagai jenis tingkah laku. Nombor di pangkalan bar menunjukkan jumlah lelaki eksperimen. Imej dari artikel dalam perbincangan Alam

Eksperimen tambahan mengesahkan bahawa neuron Esr1 yang sama+ melancarkan pelbagai jenis tingkah laku sosial pada tikus lelaki. Pengujaan neuron-neuron ini (atau pengujaan sebilangan kecil dari mereka) menimbulkan mengejut orang asing yang asing dan percubaan untuk memanjatnya, seolah-olah untuk mengawan. Rangsangan yang lebih kuat dari neuron yang sama (atau lebih daripada mereka) mencetuskan satu program tingkah laku yang agresif. Rupa-rupanya, di kalangan neuron VMHvl, bertentangan dengan andaian yang dinyatakan sebelum ini, tidak ada neuron yang mengkhususkan hanya dengan aman atau hanya dalam interaksi agresif dengan pihak luar. Kumpulan sel saraf yang sama, bergantung pada kekuatan pengujaan, menyediakan kedua-dua tingkah laku.

Ternyata hanya ada satu langkah dari cinta untuk berperang – sekurang-kurangnya pada tahap neurobiologi.

Hakikat bahawa penduduk neuron yang dikaji menyatakan reseptor estrogen (dan oleh itu peka terhadap hormon seks) kemungkinan besar tidak sengaja. Adalah diketahui bahawa tingkah laku sosial dan seksual mamalia juga bergantung kepada tahap hormon seks steroid. Bagaimana sebenarnya estrogen menjejaskan aktiviti neuron Esr1+ VMHvl dan bagaimana ia mempengaruhi kelakuan akan menunjukkan penyelidikan lanjut.

Sumber: Hyosang Lee, Dong-Wook Kim, Ryan Remedios, Todd E. Anthony, Angela Chang, Linda Madisen, Hongkui Zeng & David J. Anderson. Kawalan berskala untuk pemasangan dan serangan oleh Esr1 + neuron dalam hypothalamus ventromedial // Alam. 2014. V. 509. P. 627-632.

Alexander Markov


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: :???: :?: :!: