Исследовательское поведение — фундаментальная биологическая потребность. Животным приходится выходить в неизвестность, чтобы найти пищу, укрытие и партнеров для размножения. Это сопряжено с опасностями и требует постоянной оценки баланса между потенциальной выгодой и угрозой от хищников. Психологи давно установили, что социальное взаимодействие стимулирует исследовательское поведение — проще говоря, в присутствии сородича животные становятся смелее, однако точные нейронные механизмы этого феномена оставались загадкой.
Ученые под руководством Чаовэня Чжэна из Сианьского университета Цзяотун сосредоточили свое внимание на дофамине — нейромедиаторе, который участвует не только в системе вознаграждения, но и в оценке риска и мотивированном поведении. Авторы работы предположили, что дофамин служит физическим «мостом» между социализацией и расчетом риска.
Ученые обучили мышей ассоциировать определенную камеру с легкими ударами тока по лапам. Когда таких мышей помещали в установку в одиночку, они избегали опасной камеры. Но когда рядом оказывался знакомый сородич, те же мыши значительно чаще заходили в рискованную зону. Эффект наблюдался и при встречах с игрушечной змеей, хватающей за хвост, и при воздействии химического экстракта из мочи лисы, который вызывает у грызунов инстинктивный страх.
Используя метод волоконной фотометрии для отслеживания активности нейронов, ученые обнаружили фундаментальное изменение в работе дофаминовых клеток вентральной тегментальной области мозга. У одиноких мышей при приближении к опасности эти нейроны производили мощные электрические всплески — так называемую фазную активность, причем чем ближе опасность, тем сильнее были всплески. Присутствие компаньона полностью меняло картину: вместо резких пиков нейроны поддерживали более высокий, но стабильный уровень активности — тонический режим.
Дальнейшие эксперименты с оптогенетикой и хемогенетикой, позволяющими искусственно управлять активностью нейронов, подтвердили причинно-следственную связь. Когда ученые стимулировали тонический режим у одиноких мышей, те смело исследовали опасные зоны, словно бы они там были в компании сородичей. Навязывание фазных всплесков наоборот, лишало храбрости даже социализированных мышей.
Ученые выявили два пути передачи дофаминовых сигналов к базолатеральной амигдале, области мозга, обрабатывающей эмоции и угрозы. Прямой путь активирует D1-рецепторы, которым нужна высокая концентрация дофамина от фазных всплесков — это запускает избегание риска. Непрямой путь через префронтальную кору активирует чувствительные D2-рецепторы тоническим фоном, стимулируя исследование. Социальное взаимодействие сдвигает баланс в сторону второго пути, делая животных смелее.
Авторы подчеркивают, что все эксперименты проводились на мышах, и экстраполировать результаты на людей нужно осторожно: наш социальный мир гораздо сложнее. Кроме того, пока неизвестно, какие именно сенсорные системы первыми улавливают присутствие партнера и как именно этот сигнал доходит до дофаминовой системы. Тем не менее, исследование демонстрирует ясный принцип: ощущение «я не один» имеет прочную биологическую основу и напрямую влияет на работу мозга.
Ранее учеными взглянули на дофамин по-новому — этот гормон оказался не тем, что о нем думали.
Источник: hi-tech.mail.ru