Группа ученых под руководством Scripps Research обнаружила узел в мозгу мышей-самцов, который модулирует звуки, которые они издают в социальных ситуациях. Это открытие, опубликованное в журнале Nature, может помочь выявить похожие места в мозгу человека и потенциально привести к лучшему пониманию социальных расстройств, таких как аутизм или депрессия.
«Идентификация этого узла дает нам сигнатуры того, что нужно искать, когда человеческое поведение идет не так», – говорит Лиза Стоуэрс, доктор философии, нейробиолог и профессор Scripps Research, руководившая исследованием. "Это дает нам ключ к разгадке того, как информация организована в мозгу и как различные элементы информации могут быть разделены в разных областях мозга."
В ходе ухаживания самцы мышей издают "песни"."Эти сложные свистки, которые слишком высоки для человеческого уха, они становятся громче и длиннее, когда самка мыши находится поблизости или когда ее запах сильнее.
Исследователи идентифицировали определенный тип нейрона в части гипоталамуса, называемой боковой преоптической областью, которая контролирует эмоциональную регуляцию этих звуков.
«Гипоталамус и остальная часть лимбической системы контролируют функции организма, такие как голод, жажда и регулирование температуры, а также основные черты эмоционального поведения, такие как секс и страх», – говорит Стоуэрс. "Это уместно, что эмоциональный аспект этих социальных шумов генерируется в этой области мозга."
Непосредственно стимулируя правые узлы от этих нейронов, ученые могли вызвать целый ряд шумов, которые переходят в песню мыши. Изменение уровня стимуляции позволяло им контролировать, насколько восторженными были эти звуки.
Когда исследователи заблокировали эти узлы, мыши-самцы, столкнувшись с самкой, попытались молча ухаживать за ней. (Самки мышей в ответ пинали самцов и убегали.) Если исследователи обходили эти узлы и активировали следующий узел ниже по потоку, самцы мышей издавали только длинные громкие звуки.
«Они просто кричат», – говорит Стоуэрс. "Обнаружение этих нейронов говорит нам о том, что эта часть мозга выполняет эмоциональное масштабирование и постоянство. Если вы уберете это, вы потеряете весь этот аффект, весь этот эмоциональный диапазон и способность к эффективному социальному общению."
По словам Стоуэрса, большинство исследований по производству шума в мозгу сосредоточено на развитии речи. Но звуки, которые может издавать даже младенец – хихиканье, плач, крик – не нужно учить, и они так же важны для общения. Определение того, как мозг реагирует на эти реакции, является первым шагом к пониманию того, где что-то может пойти не так при социальных поведенческих расстройствах, таких как аутизм и депрессия.
«Мы начинаем подробно разбираться в том, где в мозгу производятся различные типы вычислений», – говорит Стоуэрс. "Теперь, когда мы знаем, что это простое поведение регулируется в гипоталамусе, мы можем изучить, используют ли другие поведения аналогичные схемы, и если да, возможно, найти общий механизм – и цель лекарства – когда эмоции не генерируются должным образом."
Финансирование было предоставлено стипендиями Dorris Neuroscience и Skaggs, стипендиями Фонда Анандамахидола, премией за карьеру в Научном интерфейсе от BWF и Национальных институтов здравоохранения (R01NS097772, R01DA049787, R01NS108439).