Идентифицираха невронна мрежа, която влияе на привличането между индивидите

Учени от Института по невробиология „Макс Планк“ в Германия идентифицираха невронна мрежа в мозъка, която въздейства върху социалното поведение и привличането между индивиди от един и същи животински вид. Изследването е публикувано в списанието Nature.

Социалните взаимодействия и визуалните стимули

Хората, както и много други животни живеят в общества. На фундаментално ниво социалните взаимодействия изискват индивидите да идентифицират другите като принадлежащи към собствения си вид. Това обикновено се случва за части от секундата, често инстинктивно. Разкриването на невронните вериги, които са в основата на това поведение обаче, е всичко друго, но не и тривиално.

„Изучаването на социалните взаимодействия представлява предизвикателство. За нас като наблюдатели, действията и реакциите се смесват не само в поведението на животните, но и на ниво неврони.“, обяснява ръководителят на проекта Йоханес Ларш от Института по невробиология „Макс Планк“. „Това е така, защото индивидите, участващи в тези взаимодействия, влияят един на друг. Те са едновременно изпращачи и получатели на социални сигнали. По време на проекта беше изключително трудно да се изследва ролята на зрителната сетивна система и свързаните с нея мозъчни области.“

Въпреки това екипът на Йоханес Ларш успява да изясни значението на зрителната система в социалните взаимодействия. За целта учените разработват виртуална реалност за ларви на риба зебра, която възпроизвежда техните движения чрез точка, проектирана върху екран. Всичко, което е необходимо е точката да се движи по дисплея с резки движения, които са характерни за риба зебра. Животните не могат да устоят и я следват с часове, очевидно обърквайки движещата се точка с истинска риба. По този начин изследователите откриват визуален стимул, който предизвиква тяхното поведение.

Как се обработват визуалните стимули?

Следващата стъпка на екипа е да изследват невронната обработка на стимула. За да направят това, изследователите разширяват виртуалната реалност, което им позволява да измерят активността в мозъка на рибата. Експериментите разкриват, че движещата се точка активира специфичен набор от неврони в мозъчна област*, известна като таламус. Оказва се, че същата област се активира, когато друга ларва на риба зебра плува наблизо.

„Таламусът е сензорен контролен център на мозъка, който пренасочва сетивните сигнали.“, обяснява Йоханес Ларш. „Сензорната информация се обработва по пътя си към таламуса, първо в ретината и след това в тектума – основен зрителен център на мозъка на гръбначните. Докато информацията пристигне в таламуса, тя вече е филтрирана за социални сигнали, като резки движения на индивид от същия вид.“

Нервните клетки, идентифицирани от изследователите в този мозъчен регион, свързват зрителната система на рибата зебра с други области на мозъка, които са активни при социално поведение. „Вече знаехме, че другите области на мозъка играят роля в контролирането на социалното поведение. Въпреки това визуалните стимули, които ги активират, бяха неизвестни. Нашата работа запълни тази празнина в знанията и разкри невронните пътища, които предават сигналите.“, коментира Ларш.

Значението на новооткритите неврони е потвърдено, след като изследователите блокират функцията на тези клетки. Това въздейства на ларвите на рибата зебра, които губят интерес към движещата се точка и почти не я следват.

„По този начин невроните, които открихме, регулират социалното поведение и принадлежността на рибките зебра.“, казва Йаханес Капел. „Хората също притежават таламус и много невронни процеси са били запазени по време на еволюцията. Имаме и мозъчни региони, които са активни, когато възприемаме движения на лицето или тялото, но тяхното значение върху социалното поведение не е проучено.“

*Kappel Johannes et al. Visual recognition of social signals by a tectothalamic neural circuit. Nature. 13 July 2022.