Исследователи из Йельского университета идентифицировали нейроны в мозге мышат, которые позволяют им формировать уникальную, сильную связь с матерью в первые несколько дней жизни. Стимуляция этих нейронов у мышат, разлученных с матерью, может имитировать успокаивающий эффект присутствия матери и снижать уровень стресса. Работа опубликована в журнале Science.
Ученые нашли нейроны, которые формируют связь детеныша и матери
Исследователи из Йельского университета идентифицировали нейроны в мозге мышат, которые позволяют им формировать уникальную, сильную связь с матерью в первые несколько дней жизни. Стимуляция этих нейронов у мышат, разлученных с матерью, может имитировать успокаивающий эффект присутствия матери и снижать уровень стресса.
Специфические нейроны в мозге мышей-младенцев активизируются, когда они общаются с матерью. O. Giel/Juniors Bildarchiv GmbH via Alamy
Связь матери и ребенка — уникальна. Но пока она слабо изучена, в том числе на уровне механизмов мозга.
Кэтрин Дюлак, нейробиолог из Гарвардского университета говорит: «Обнаруженные нейроны дают основу для размышлений не только о мышах, но и о людях».
Связь в мозге
Марсело Дитрих, нейробиолог из Йельского университета и его команда изучали детенышей мышей в возрасте от 16 до 18 дней. Ученые использовали методы визуализации в реальном времени для регистрации активности в регионе мозга zona incerta (ZI) — тонком слое серого вещества, расположенном под таламусом, в тот момент, когда мышата взаимодействовали со своей матерью.
Регион Zona incerta (Zi)
ZI обрабатывает визуальную, слуховую и сенсорную информацию. В ходе раннего развития зона образует связи с различными областями мозга. Некоторые связи сохраняются после завершения периода кормления, но в целом функции ZI сильно меняются. Исследователи заметили, что когда детеныши мышей взаимодействовали со своей матерью, нейроны в их ZI, которые вырабатывают гормон соматостатин, были активны. Соматостатин участвует в регуляции многих других гормонов и процессов по всему телу.
Чтобы проверить, была ли активность этих нейронов специфична для взаимодействия матери и детеныша, авторы наблюдали за мозгом детенышей мышей, пока они проводили время с другими, незнакомыми мышами, включая других кормящих самок, некормящих самок и взрослых самцов. Они также проверяли, реагировали ли нейроны на контрольные объекты — резиновых уток и пушистые игрушки в форме мышей.
Нейроны соматостатина не реагировали, когда мышата играли с игрушками, но активировались в некоторой степени, когда мышата взаимодействовали с неродственными взрослыми, братьями и сестрами и другими детенышами примерно того же возраста. Но реакция была не такой сильной, как при контакте с матерью, — что позволяет предположить, что эти нейроны играют ключевую роль в развитии уникальной связи матери и детеныша.
«Как бы эти нейроны "понимают", что это — мама, а не кто-то другой», — говорит Дюлак.
Исследователи также обнаружили, что искусственная активация этих нейронов снизила стрессовые реакции у 11-дневных детенышей, которых разлучили с матерью: эти детеныши плакали меньше и имели более низкие уровни гормона стресса кортикостерона, чем детеныши, у которых нейроны не были активированы. Изолированные детеныши с активированными соматостатиновыми нейронами также научились формировать положительные ассоциации с определенными запахами их окружения, подобно тому, как они это делали в присутствии матери.
Изменение цепей
Рядом с мамой всегда спокойно, но так ли спокойно маме
Хотя исследование предоставляет доказательства того, что соматостатиновые нейроны в ZI играют роль в установлении связей и снижении стресса у мышей-детенышей, авторы отмечают, что исследования на взрослых особях показали другие результаты.
Активация этих нейронов у взрослых мышей увеличила реакции, связанные с тревогой и страхом. Йоханнес Коль, нейробиолог из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне говорит: «Это поднимает более широкий вопрос, являются ли они действительно теми же клетками, что у новорожденных мышей до отлучения от груди, или у взрослых особей они просто радикально меняют свою интеграцию цепей и, следовательно, свою роль».
Авторы говорят, что эти нейронные цепи могут претерпевать изменения по мере взросления мышей, чтобы помочь им адаптироваться к изменившимся условиям жизни.