A hal agyában olyan kapcsolót észlelnek, amely megnyerni vagy elveszíteni a harcot • Alexander Markov • Tudományos hírek a "Elemekről" • Neurobiológia, Ichthyology

A hal agyában olyan kapcsolót észlelnek, amely a küzdelemben nyer vagy veszít

Ábra. 1. Tipikus eseménysorozat a két hímivarú koponya közötti konfliktusban: 1 – demonstráció, 2 kör, 3 – moraj, 4 – a győztes és a vereség meghatározása. Ábra a tárgyalt cikkbőltudomány

A kongenerekkel való kapcsolat a gerincesek számára nem kevésbé alapvető szempont az életben, mint a légzés vagy az emésztés. Nem meglepő tehát, hogy az agyban vannak olyan speciális szakaszaik, amelyek szabályozzák a társadalmi viselkedés egyes aspektusait. A japán idegtudósok két idegi áramkört fedeztek fel egy zebrafish halak agyában, amelyek közül az egyik a harcok nyertesei számára aktív, a második a győzöttek számára. A blokkolt "győztes pályán" lévő transzgénikus halak általában veszítenek, még akkor is, ha fizikai értelemben nem rosszabbak az ellenfeleikkel szemben. Éppen ellenkezőleg, a fogyatékosok "fogyatékkal élők" útján a halak nem akarnak lemondani, ezért gyakran nyernek. Egy harmadik utat fedeztek fel, amely biztosítja a vesztes szokásos viselkedését: ha meggátolja ezt az utat, a harcban veretlen halak továbbra is viszonzatlanul viselkednek, és új győztes támadásokat váltanak ki. Az emlősök ezen útvonalak analógjai.

Az agresszió a társadalmi viselkedés fontos eleme, amely segít az egyének közötti kapcsolatok felépítésében és a szűkös erőforrások hatékony elosztásában. Az azonos fajú állatok közötti harcok ritkán fejeződnek be a halálban: rendszerint csak a társadalmi hierarchia kialakítására korlátozódik. Ennek eredményeképpen a győztes élvezi a meghódított társadalmi státusz minden előnyét, és a vesztesnek meg kell állítania követeléseit, és elégedettnek kell lennie. De mindannyian életben maradnak, és senkinek sem kell halállal küzdenie, ami mindig kockázatos, még a legalkalmasabbak számára is.

Az idegtudósok aktívan keresik és tanulmányozzák az agy részeit és az idegi utakat, amelyek komplex társadalmi (beleértve az agresszív viselkedést). Az agy speciális rendszereinek a társadalmi viselkedés bizonyos aspektusairól való felismerése furcsának tűnhet azon személy számára, akit megtanították, hogy az anyag mozgásának társadalmi formája jobb a biológiai tényezőnél. Tény, hogy sok állat számára a társadalmi élet nem kevésbé alapvető és biológiai, mint a légzés és az emésztés. Ezért az idegrendszerben, az étvágyközpontokkal együtt,alvás vagy csuklás ugyanúgy van, mint a fiziológia és a viselkedés különböző társadalmi szempontú aspektusainak központjai (lásd: A társadalmi viselkedésért felelős neurális hálózatok, nagyon lassan fejlődnek, "Elements", 14.06.2012). A másik dolog az, hogy a készülék megfejtése nem egyszerű feladat.

A japán idegtudósok fontos lépést tettek a gerincesek agresszív magatartását szabályozó neurális áramkörök megfejtésére. A tudósok a klasszikus modellel foglalkoztak, amelyet jelenleg számos neurobiológiai laboratórium, a zebrafish használ. Ezeknek a halaknak a hímek megtudják, ki a legfontosabb, harcok segítségével, amelyek általában a szokásos forgatókönyv szerint fejlődnek (lásd az 1. ábrát, valamint a hím zebrák harcjának tipikus sorozatát). A konfliktus "agonisztikus tüntetésekkel" kezdődik: a peremek és a fenyegető mozgások elterjedése. A halak olyanok, mint egy tánc; fokozatosan égnek és elkezdenek harapni egymásra. Végül azzal a ténnyel zárul, hogy az egyik ellenfél felismeri, hogy legyőzi és elfut. Ha egy közeli akváriumban történik, és nincs helye a futáshoz, akkor a vesztes az aljára süllyed és nyugodtan ott fekszik, hogy a győztes haragját ne viselje (lásd a Normal Normal Wildlife videót).

Mert zebrahal jellegzetes „győztes hatás” (győztes hatás): a győzelem a harc drámai módon megnöveli a nyerési esélyeit a következő konfliktus, és a vereség növeli annak valószínűségét, új károsodások erejétől függetlenül a riválisok (RF Oliveira és mtsai, 2011 Fighting zebradánió :. jellemzése Agresszív viselkedés és győztes-veszteséghatások). A "győztes hatás" nyilvánvalóan egy órával a harc után jelentkezik, de egy nap alatt simává válik.

zebrahal agy részletesen vizsgálták, és ami a legfontosabb, az objektum, hogy egy erős kutatási technikák, amelyek lehetővé teszik, hogy figyelemmel kíséri a munka az egyes csoportok a neuronok és manipulálni a különböző módszerek, beleértve a géntechnológia. Mindez lehetővé tette a kutatók számára, hogy érzékeli az idegpályákat, amelyek szabályozzák az állat viselkedését a konfliktus során, és felelős a „győztes hatás”.

Ábra. 2. Neurális pályák a győzelem és a vereség a zebrafish agyban. fel – elrendezése az agy: telencephalon – telencephalonban, habenulában – póráz, Optic tectum – optikai tectum, homológja colliculus superior emlősök, dHbL, dHbM – laterális és mediális dorzális póráz, d / iIPN, vIPN – dorsalis-belső és a ventrális szétválására interpeduncularis mag, medián raphe – medián varrat mag, DT – háti középagy régióban a gumiabroncs. Lent lent – a vesztesek két útjának aktivitása (Losers, dHbL – d / iIPN útvonal aktivitás elnyomva), tapasztalatlan hal (Naïve) és nyertesek (győztesek, dHbM útvonal aktivitás – vIPN elnyomva). Kép a szinopszistól a tárgyalt cikkig tudomány

A szerzők a póráz (habenula, Hb) nevű struktúrára összpontosítottak, és az epithalamus része, amely viszont a diencephalon része. Emlősöknél a póráz integrál információt mindenféle kellemetlen ingerről (a limbikus rendszerből és a bazális ganglionokból származik), és ezekkel az adatokkal korrigálja a viselkedést. Például vannak utalások a póráz neuronjának és az ingerlékenységnek és agresszivitásnak a kapcsolatáról, amelyek néha olyan embereknél jelentkeznek, akik a dohányzásról való leszokást célozzák. A póráz neuronjának axonjai az interpeduncular nucleus (IPN) felé haladnak. Ez az idegpálya ismert, hogy részt vesz a félelmetes ingerek reakciójában, és ez igaz mind a halakra, mind az emlősökre. A halakban az IPN neuronok jeleket küld a középső vénába, amelyet a hátsó tegmentális területnek (DT) neveznek. Ez a részleg részben megfelel az emlősök központi szürkeállományának (periaqueductal gray), amely országunkban többek között a harc, a repülés és a fakulás reakciói közötti választást szabályozza.

Ezek voltak a körülményes bizonyítékok, amelyek arra késztették a szerzőket, hogy kezdjék meg a győzelem neurális pályáit és a pórázon való vereséget. Kezdetben kalcium-leképezéssel ellenőrizték (lásd: Kalcium képalkotás), mely központi gerincek a póráz villamos ingerlésének köszönhetően izgatottak. Kiderült, hogy azokban a halakban, amelyek nem vettek részt harcokban ("naiv") és azokban, akik nemrég nyertek harcot ("nyertesek"), ilyen ösztönzéssel az IPN (dIPN) és a DT dorsalis része izgatott. Azokban a halakban azonban, amelyek a közelmúltban vesztettek harcot ("vesztesek"), más struktúrák izgatottak: az IPN ventralis része (vIPN) és a medián varratmag (Media raphe nucleus, MR).

A neuronok tevékenységének élettartamú nyilvántartása a fejébe beillesztett mikroelektródákkal megerősítette, hogy két párhuzamos idegút kapcsolja össze a pórázot az IPN-vel, és a nyertesek idegimpulzusai könnyebben követik az első pályát, és a veszteseket – a második. A "győztes pályája" a dorsal póráz (dHbL) oldalirányú részéből az IPN dorsalis és belső részeire (d / iIPN), majd a DT-re (az útvonal rövidítése: dHbL-d / iIPN-DT). A kieső útja a dorsal póráz (dHbM) mediális részében kezdődik, a ventrális IPN-hez (vipn), majd MR-be (rövidítve dHbM-vIPN-MR) (2.

Ezután a szerzők kísérletileg ellenőrizték a felfedezett idegpályák hatását a hal agresszív viselkedésére. Ehhez két transzgenikus vonalat készítettünk, amelyek közül az egyikben a tetanusz neurotoxin gén (lásd: Thetanotoxin) kizárólag dHbL-ben expresszálódott, míg a másikban dHbM-ben. Ennek megfelelően az első esetben a "győztes pályája" tétlen volt, a másodikban – a "legyőzött" útja.

A transzgénikus férfiakat hasonló genotípusú, hagyományos halakkal harcoltak (a vizsgált halak testvérei voltak, de az agy neurotoxin expressziója nélkül), és számolták a győzelmek és vereségek számát. Kiderült, hogy a fogyatékkal élő "győztes pályán" lévő halak inkább veszítenek (csak 25% -ot nyertek), és a halat a fogyatékkal élő "veszteség útján", épp ellenkezőleg, a legtöbb esetben nyer (a győzelem 70% -a). További vizsgálatok azt mutatták, hogy ezek a különbségek nem kapcsolódnak a férfiak erősségéhez, állóképességéhez vagy motoros aktivitásához, ami közel azonos volt az összes vizsgált halban. Az agresszivitás tesztjei (beleértve különösen a tükörbe vetett tükröződések támadásainak számát), a szorongás szintjén és a feltételezett reflexek kialakulásának képességén kívül nem mutattak különbséget a csoportok között.Ráadásul még a harc folyamata (időtartam, gyakoriság és a harapások száma) nem volt szignifikáns különbség a transzgenikus és a hagyományos hímekben. Az egyetlen különbség az volt, hogy a fogyatékkal élő "győztes pályája" férfiak végül lemondtak (menekülésről és elrejtésről), még akkor is, ha először "a pontokon" nyertek (a harapások száma), és a fogyatékkal élő fogyatékkal élő halak nem adták fel.

Ezenkívül kiderült, hogy a genetikailag gátolt hímek (a dHbL elérési útjának letiltva – d / iIPN) nem rendelkeznek "győztes hatással". A transzgenikus férfiak 25% -a, akik mégis az első küzdelemben nyertek, rendszerint elvesztették a második konfliktust egy tapasztalatlan normális férfiával (a győzelmek gyakorisága 30%, azaz majdnem ugyanaz, mint az első küzdelemben). Összehasonlításképpen, a testvéreik, akik egy működő "győztes pályán" nyertek az első küzdelemben, 90% -os valószínűséggel megnyerik a második küzdelmet.

Ha igen, logikus lenne feltételezni, hogy a fogyatékkal élő "kijátszott pályán" lévő férfiak nem fogják megmutatni a "győztes hatását". Más szóval, a vereség után, még mindig nagy valószínűséggel nyerik meg a következő küzdelmet. Ezt azonban nem erősítették meg. "A győztes hatása" a férfiaknál fejeződik ki, a dHbM útvonal letiltásával – a vIPN nem rosszabb, mint az átlagos férfiaké: az első vereség drámaian megnöveli a következő küzdelem elvesztésének valószínűségét.Ennek az aszimmetrianak az okait a két idegút munkájában még tisztázni kell.

A szerzők azt sugallják, hogy az észlelt útvonalak ellentétes hatása abból ered, hogy egyikük DT-ben végződik, a másik az MR-ben. Az agy ezen részei közül az állítólagosan (az emlősökkel analóg módon) a küzdelem és a repülés közötti választás. A második a szorongás mértékét és a negatív ingerekre való rezisztenciát szabályozza, a munkában fellépő kudarcok depresszív állapotokhoz vezetnek (a varratmagok fontos szerepet töltenek be az agy szerotonin rendszerében). Az IPN-től érkező jelek GABA-ergikusak, azaz gátló hatásúak. Általában úgy tűnik, hogy a "gyõztes útjának" tevékenysége félelmetes (a harcot, nem a repülést választ) teszi a halakat, és a bizonytalanság és a vágyakozásban a "gyõzõk" útjának aktivitása.

Nyilvánvalóan ez a két út egy bináris kapcsoló elvén működik, a halat nyerni vagy elveszíteni. Ilyen esetben a kölcsönös fékezés rendszere megfelelő lenne (lásd: A kollektív döntés meghozatala, a felderítő méhek meggyőzhetik ellenfeleiket, hogy zárják le, Elementy, 12.01.2012). A dHbL és a dHbM között nincs közvetlen kapcsolat, ezért a feltételezett kölcsönös fékezés fő szerepe valószínűlegfuss kapcsolatot a d / iIPN és a vIPN között.

A szerzõk egy harmadik idegi pályát fedeztek fel, amely befolyásolja a gyõztes viselkedését. A ventrális póráztól (vHb) az MR-ig terjed. A fogyatékkal élő halak a fogyatékkal élő vHb – MR pályán nem viselkednek, mivel legyőzni kell őket. Ahelyett, hogy csendben feküdt az alján, és nem a rock a hajót, hogy továbbra is úszik az akváriumban, provokáló új nyertes a támadás (lásd. Videó abnormális viselkedés transzgenikus vesztes zebradánió után 10 perccel a harc). Ez összhangban van a kapott eredményeket az korábban a szerzők, és amelyek azt mutatják, hogy a tevékenység VHB tükrözi a negatív várakozások, és ez a része az agy lehetővé teszi a halak megtanulják elkerülni a bajt.

Így a szerzők kimutatták, hogy a különböző aspektusait viselkedés alatt és után a harcok által szabályozott három osztály a póráz: dHbL megérint bátorságot, és beállítja, hogy nyerni, dHbM vezet lemondani és VHB nyújt szerény (és ezért a legbiztonságosabb) viselkedését a legyőzött. További vizsgálatok azt mutatják, hogy ezek a következtetések milyen mértékben alkalmazhatók a gerincesek más osztályaira.

Forrás: Ming-Yi Chou, Ryunosuke Amo, Masae Kinoshita, Bor-Wei Cherng, Hideaki Shimazaki, Masakazu Agetsuma Toshiyuki Shiraki, Tazu Aoki, Mikako Takahoko, Masako Yamazaki, Shin-ichi Higashijima, Hitoshi Okamoto. A társadalmi konfliktus-feloldást két dorsalis habenuláris szubregion szabályozza a zebrafishban // tudomány. 2016. V. 352. P. 87-90.

Lásd még a szociálisan orientált neurális rendszerek tanulmányozását:
1) társkereső, szex és Draco megfeleljen az azonos neuronok „Elements” 2014/06/02.
2) A kommunikáció élvezete érdekében szükséges az oxitocin és a szerotonin összehangolt munkája a nucleus accumbensben, "Elements", 2013.09.16.
3) A társadalmi viselkedésért felelős neurális hálózatok nagyon lassan fejlődnek, "Elements", 14.06.2012.
4) A férfiak és a nők viselkedése közötti különbségekért felelős neuronok, "Elements", 2010.08.12.
5) A szerelem tomográfiája, "Elements", 2010.01.11.
6) "A győzelem az én szerencsétlenségem, a szerencsétlenség az én győzelemem", elemek, 2009. február 24.
7) Az erkölcsi és etikai értékelések érzelmi összetevőjéért felelős agyi tanszék, Elemek, 2007.03.28.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

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