Стать та стрес: як миші синхронізують реакцію страху

Зіткнувшись із потенційною загрозою, багато тварин, включаючи мишей, демонструють характерну реакцію — завмирання на місці. Ця поведінка вважається захисним механізмом, що допомагає уникнути виявлення хижаком. Цікаво, що коли дві миші перебувають разом у такій ситуації, вони часто завмирають одночасно, синхронізуючи свої періоди нерухомості. Нове дослідження, проведене вченими з Технологічного університету Вірджинії (Virginia Tech), виявило, що ця соціальна координація реакції на страх суттєво відрізняється у самців та самок, а також змінюється під впливом стресу.

У роботі, результати якої опубліковані у фаховому виданні Biological Psychiatry Global Open Science, дослідники виявили дивовижну стійкість у поведінці змішаних, тобто різностатевих пар мишей. Такі пари послідовно синхронізували свої реакції завмирання навіть у стресових ситуаціях, причому не мало значення, чи були тварини знайомі між собою раніше. Натомість, одностатеві пари — пари самців або пари самок — значно частіше втрачали синхронність у своїй поведінці під дією стресу. Ці спостереження дозволяють припустити, що різностатеві пари можуть покладатися на більш гнучку або складну стратегію координації, яка не руйнується під емоційним тиском.

«Різностатеві пари продемонстрували дивовижну стійкість», — зазначає Олексій Морозов, доцент Науково-дослідного інституту біомедицини Фралін при VTC та відповідний автор дослідження. «Вони синхронізували свої реакції страху незалежно від емоційного контексту. І, на відміну від одностатевих пар, вони, схоже, не покладалися на якусь одну чітку стратегію для цього».

Хоча дослідження проводилося на мишах, його результати можуть надати цінні підказки для розуміння того, як стать та емоційний контекст формують соціальну поведінку в інших видів, включаючи людей. Експерти вважають, що ці висновки можуть пролити світло на мозкові механізми, залучені до розвитку таких станів, як тривожні розлади та посттравматичний стресовий розлад (ПТСР), де порушення регуляції страху та соціальної взаємодії відіграють ключову роль.

Аналізуючи поведінку одностатевих пар, вчені виявили чіткі відмінності у стилях координації між самцями та самками. Пари самців демонстрували тенденцію до копіювання дій один одного: коли один самець завмирав або починав рухатися, інший слідував його прикладу. Пари самок поводилися інакше. Вони виявляли більшу чутливість до дій партнерки та схильність до самокорекції. Якщо одна самка ініціювала якусь дію (завмирання або рух), а її партнерка не реагувала так само, перша часто зупинялася і коригувала власну поведінку, щоб відновити синхронність.

«Самці копіюють. Самки самокоригуються», — резюмує Морозов. «Обидві стратегії можуть призвести до одного й того ж результату — синхронізації — але вони побудовані на різних типах обробки соціальної інформації. Якщо ж разом перебувають самець і самка, вони якимось чином формують міцну соціальну одиницю, стійку до стресу».

Дослідники також вивчили, як зовнішні фактори впливають на синхронізацію. Вплив стресу (у вигляді короткочасного обмеження рухливості перед тестом) порушував синхронізацію у пар самців, тоді як у пар самок стрес, навпаки, посилював синхронізацію. Цікаво, що негативний вплив стресу на синхронізацію у самців вдалося запобігти шляхом тимчасової інактивації префронтальної кори — ділянки мозку, що відіграє важливу роль у регуляції емоцій та соціальної поведінки. Це вказує на залучення специфічних нейронних ланцюгів у статево-залежну реакцію на стрес. Фактор знайомства також мав значення: незнайомі самці демонстрували нижчий рівень синхронізації порівняно зі знайомими, тоді як для самок цей фактор не був суттєвим. На відміну від одностатевих пар, різностатеві пари зберігали високий рівень синхронізації незалежно від впливу стресу чи рівня знайомства, не виявляючи переваги до якоїсь конкретної стратегії (копіювання чи самокорекції).

Методологічно дослідження базувалося на класичній парадигмі умовного страху. Мишей спочатку навчали індивідуально асоціювати певний звуковий сигнал із легким, але неприємним стимулом (слабким електричним розрядом). Пізніше, під час тестування, коли миші чули цей звук знову, вони демонстрували реакцію завмирання. Дослідники спостерігали за парами мишей (одностатевими або різностатевими, знайомими або незнайомими) під час пред'явлення умовного сигналу та ретельно аналізували часові ряди їхньої поведінки. Використовуючи математичні методи, включаючи аналіз на основі Марковських моделей для відстеження переходів між станами (завмирання/рух), вони обчислювали індекс синхронності та детально характеризували властивості завмирання для кожної пари.

«Це дотепне та добре сплановане дослідження пропонує новий спосіб вимірювання того, як тварини синхронізують свої реакції страху, і показує, що самці та самки роблять це по-різному», — коментує Вадим Большаков, професор психіатрії Гарвардської медичної школи та лікарні Макліна, який не брав участі в дослідженні. «Воно підкреслює складну взаємодію між соціальними та емоційними сигналами у стресові моменти. Отримані результати є унікальними і потенційно можуть допомогти в розробці стратегій підтримки людей, які мають проблеми з регуляцією страху та стресу».

Першим автором дослідження є науковий співробітник Ватару Іто (Wataru Ito). Серед співавторів також Ендрю Холмс (Andrew Holmes) з Лабораторії поведінкової та геномної нейронауки Національного інституту зловживання алкоголем та алкоголізму США. Робота була підтримана грантами від Національного інституту психічного здоров'я США (NIMH) та Інноваційним фондом Сіла Науково-дослідного інституту біомедицини Фралін. Це дослідження надає цінні дані про статево-специфічні аспекти соціальної координації реакції на загрозу та їхню модуляцію стресом і соціальним контекстом, що може бути важливим для розуміння нейропсихіатричних розладів, які характеризуються аномальними реакціями на загрозу в соціальних ситуаціях за участю осіб однієї та протилежної статі.