Что социальная дистанция делает с мозгом?

Международная команда ученых во главе с Эрин Шуман из Института мозговых исследований имени Макса Планка обнаружила мозговую молекулу, которая функционирует как «термометр» присутствия других животных. Рыба данио-рерио «чувствует» присутствие других через специфические механические раздражители и движения воды — это активирует мозговой гормон.

Различные социальные условия могут привести к длительным изменениям в поведении животных.

Так, например, социальная изоляция может иметь разрушительное влияние на людей и животных, в частности на данио-рерио. До сих пор известно немного о мозговой системе, анализирующей социальный мир.

Чтобы выяснить, реагируют ли гены нейронных клеток на изменения в социальной среде, аспирант Лукас Эннесер и его коллеги в течение разных периодов времени держали данио-рерио либо в изоляции, либо вместе с другими рыбами. Ученые применили секвестирование РНК, чтобы измерить уровень экспрессии тысяч нейронных генов.

«Мы нашли несколько генов, функционирование которых выглядело иначе у тех рыб, находящихся в социальной изоляции. Один из них кодирует паратиреоидный гормон 2 (Pth2) — малоисследованный пептид в мозге. Неожиданно, но экспрессия pth2 отражала не только присутствие других данио-рерио, но и плотность особей в окружении. Когда рыбы находились в изоляции, pth2 исчезал из мозга, хотя уровень генетической экспрессии рос — по принципу термометра — когда другие рыбы оказывались в том же бассейне», — пояснил Аннесер.

Исследователи также проверили, может ли влияние изоляции быть отменено. Для этого ученые поместили в социальную среду рыб, которые ранее находились в изоляции.

«Только через 30 минут после осознания присутствия других показатели pth2 существенно улучшились. Через 12 часов в бассейне с представителями своего вида данио-рерио показали такие же показатели pth2, которые обнаружили у животного, постоянно находились в компании других, — сказал Аннесер. — Такая быстрая и значительная регуляция была неожиданна и свидетельствовала о сильной связи между генетической экспрессией и социальной средой».

Так какие органы чувств использовали животные, чтобы распознать собратьев вокруг, в результате чего менялась генетическая экспрессия?

«Мы смогли продемонстрировать: важным органом чувств, управляющее экспрессией pth2, является не зрение, вкус или запах, а здесь речь идет о восприятии механических раздражителей. Данио-рерио ощущали плавательные движения рыб, находившихся вокруг», — сказала Шуман.

Как и люди, чувствительны к движению, данио-рерио особенно реагируют на плавательные движения других рыб. Ученые обнаружили, что движения воды, вызванные плавательным поведением других рыб в бассейне, обусловливают изменения экспрессии pth2.

«Личинки данио-рерио плавают особым образом, причем поочередно ударяют воду или скользят в ней. Мы исследовали такие движения воды, запрограммировав мотор их симулировать. Интересно, что искусственные движения привели к повышению уровня экспрессии pth2 почти в такой же степени, как и присутствие настоящей компании», — пояснил Аннесер.

«Наши данные свидетельствуют о неожиданной значительной роли относительно неисследованного нейропетида Pth2: он определяет густоту социальной среды и реагирует на изменения этой среды. Ясно, что присутствие представителей своего вида может иметь весомое влияние на доступ животного к ресурсам, а как следствие — на выживание. То есть вполне вероятно, что нейрогормон pth2 — это „социальный мозг“, регулирующий поведенческие сети», — констатировала Шуман.