Исследовательская группа профессора Роланда Штрауса использует Drosophila melanogaster для исследования процессов сохранения и консолидации памяти, которые, как известно, в некоторой степени происходят и у людей. Более ранние исследования показали, что кратковременная память плодовых мушек ухудшается с возрастом и что в этом процессе участвует белок, аналогичный тому, который играет роль у людей.
В новом исследовании Таммо Краузе и Лаура Шпиндлер проанализировали память о размерах тела у дрозофилы. Плодовые мушки – насекомые, которые претерпевают полную метаморфозу. Они проходят три личиночных стадии, в течение которых они растут.
Наконец, в конце окукливания появляется зрелая плодовая мушка. Из-за жесткого экзоскелета дрозофилы размер тела больше не может изменяться; однако он может варьироваться, так как фактический размер мухи определяется доступностью и качеством пищи на личиночных стадиях.
Поведение ноги над головой указывает на намерение подняться
«В нашем недавнем исследовании мы хотели выяснить, как насекомые получают информацию о размере своего тела и запоминают ее позже», – объяснили Таммо Краузе и Лаура Шпиндлер. Они наблюдали, как в различных условиях насекомые пытаются преодолеть небольшую щель, превышающую размер их шага.
Дрозофила демонстрирует стереотипное поведение в таких ситуациях: чтобы инициировать попытку восхождения, насекомое начинает с поисковых движений, подняв передние лапы над головой. Если зазор слишком велик, это типичное поведение не наблюдается. Муха просто отворачивается.
Информация о размерах тела достигается с помощью визуальной обратной связи
Результаты показывают, что дрозофила учится оценивать расстояние через щель и досягаемость своих ног, связывая визуальную информацию из окружающей среды, такую как полосатый узор, с размером своего тела. Только что вылупившиеся плодовые мушки, выращенные в темноте, переоценивают размер своего тела и пытаются преодолеть слишком большие промежутки значительно чаще, чем животные, выращенные в обычном цикле свет-темнота.
Параллакс движения, создаваемый на сетчатке окружающими структурами при ходьбе, используется в процессе обучения. Другой эксперимент, в котором параллакс движения манипулировался и искусственно уменьшался в процессе обучения, подтвердил это. В результате мухи недооценивали размер своего тела и предпринимали меньше попыток лазания.
«Когда плодовые мушки вылупляются из оболочки куколки и перемещаются в пространстве, полученное движение улавливается глазом, и муха может откалибровать себя», – пояснил профессор Роланд Штраус. "После того, как эта калибровка произведена, знания сохраняются на всю жизнь."Исследовательская группа доказала это в дополнительном эксперименте, в котором плодовые мушки должны были провести 21 день в темноте после трех дней при нормальных условиях освещения. Даже после этого длительного периода они по-прежнему совершали такое же количество попыток лазания, как и трехдневные мухи. «Поэтому мы предполагаем, что память о собственном размере тела является наиболее постоянной формой припоминания, обнаруженной у Drosophila на сегодняшний день», – заключили два ведущих автора Таммо Краузе и Лаура Шпиндлер в своей статье в Current Biology.
Память тела доступна только через 12 часов
Нейробиологи обнаружили дополнительные механизмы, которые вызывают новые вопросы. Укрепление памяти в первые два часа после тренировки по-прежнему чувствительно к стрессу. Это означает, что воздействие стресса может привести к его удалению в течение этого периода времени.
После того, как усвоенная информация закреплена, должно пройти 12 часов после окончания обучения, прежде чем плодовые мушки смогут получить к ней постоянный доступ. Теперь исследователи хотели бы знать, что происходит в промежуточный период и как полученная информация на самом деле навсегда закрепляется в мозгу. "Нас особенно интересуют эпигенетические факторы, участвующие в развитии долговременной памяти.
Мы продолжим работать над этим », – сказал Штраус.