Некоторые виды поведения, имеющие решающее значение для выживания, кажутся запрограммированными, то есть они возникают без предварительного опыта. Например, многие организмы-жертвы естественным образом знают, как убежать в безопасное место от предполагаемой угрозы. Однако для организма также важно познавать мир и приспосабливаться к его постоянно меняющимся обстоятельствам. Как нервная система принимает такие гибкие решения на протяжении всей жизни?
Нейробиологи из Sainsbury Wellcome Center в Калифорнийском университете Лондона изучали гибкость поведения побега у мышей . В новом исследовании, опубликованном сегодня в журнале Current Biology, исследователи показывают, что, хотя поведение побега может быть надежно выявлено в лабораторных условиях, мыши, тем не менее, могут легко научиться подавлять свою реакцию побега, эффективно игнорируя стимулы, которые не представляют угрозы.
«Очевидным примером является одомашнивание крупного рогатого скота и домашних животных. Это ясно показывает, что организмы узнают, что вещи, которые они изначально интерпретировали как угрожающие, могут быть не такими. Например, крупный рогатый скот когда-то боялся людей, но в какой-то момент они узнали, что люди могут стать надежный источник пищи, убежища и даже защиты от других видов», — сказал Трой Маргри, руководитель группы в Sainsbury Wellcome Center и соответствующий автор статьи.
Чтобы изучить эту поведенческую гибкость, исследователи в лаборатории Маргри сначала представили мышам расширяющийся темный диск над головой, называемый вырисовывающимся стимулом, чтобы имитировать хищника, движущегося к ним сверху. Они обнаружили, что могут вызвать очень надежный побег, изолировав мышей на пару дней перед тестированием, и использовали эту надежную модель побега в качестве отправной точки для количественной оценки ее гибкости. Затем, в качестве первоначального подхода, они неоднократно предъявляли этот вырисовывающийся стимул, чтобы наблюдать, перестанут ли мыши в конечном итоге реагировать на него. Однако после многих предъявлений стимула мыши не всегда научились подавлять свое поведение избегания.
«Как ни странно, одна из проблем, с которыми мы столкнулись, заключается в том, что в правильных условиях мыши так сильно реагируют на высококонтрастные раздражители, что означает, что они убегают и прячутся, и поэтому может потребоваться очень много времени, чтобы подвергнуть мышей достаточному количеству раздражителей для их, чтобы надежно подавить их реакцию побега», — сказал Стив Лензи, научный сотрудник лаборатории Маргри в SWC и первый автор статьи.
И поэтому исследователи ввели физический барьерпредотвращая доступ к ближайшему укрытию, и регулировал контрастность вырисовывающихся стимулов, чтобы сделать градиент от низкой угрозы до высокой угрозы. Эти корректировки привели к последовательному подавлению реакции побега у мышей. Нейробиологи показали, что это подавление было устойчивым и сохранялось в течение нескольких недель. Кроме того, подавление было специфичным для стимула, а это означало, что мыши продолжали убегать, когда им предъявляли другой угрожающий стимул, такой как громкий шум вместо надвигающегося стимула. Они также показали, что степень подавления побега очень сильно зависела от недавней истории побега от угроз. «Это говорит о том, что побег не просто рефлекторный, но зависит от памяти об угрозе и, следовательно, находится под когнитивным контролем», — сказал Трой Маргри.
«Хотя эта работа сосредоточена в основном на поведении, мы считаем, что парадигму, которую мы здесь установили, можно использовать для исследования нейронных цепей , лежащих в основе гибкости врожденного поведения, поэтому мы также применяем ее для поиска и изучения областей мозга , которые участвуют в регулировании побега, и мы надеемся, что другие будут делать то же самое», — сказал Стив Лензи.
В дополнение к изучению того, как история угроз влияет на контроль над поведением побега, исследователи рассмотрели влияние социальной среды. В ходе исследования команда сравнила поведение мышей, содержащихся в групповом и индивидуальном содержании, при побеге. Они обнаружили, что мыши, жившие большими группами по 20 особей, с меньшей вероятностью убегали при индивидуальном тестировании. В то время как мыши, которые были изолированы и какое-то время жили сами по себе, оказались гораздо более бдительными или, возможно, реактивными.
«Изначально мы хотели понять, влияет ли общий опыт на решение о побеге. Одиночное или групповое содержание — это очень простой и естественный способ введения эмпирических различий у лабораторных мышей. Кроме того, есть много примеров из полевых исследований, которые показывают, что групповая статистика может сильно влияют на избегание хищников или поведение наблюдения. Животным, которые живут поодиночке, нужно быть более бдительными, тогда как в стае они могут распространить наблюдение на всю группу», — сказал Стив Ленци.
В связи с этими выводами остается много открытых вопросов, и следующие шаги для исследователей заключаются в том, чтобы изучить механизмы того, как происходит такое обучение. Лаборатория Маргри планирует использовать этот этологически значимый протокол, чтобы начать понимать нейронные механизмы того, как животные учатся подавлять побег, и, в частности, как различные системы мозга взаимодействуют с схемой побега, чтобы обеспечить эту гибкость поведения. Понимание этой ниши поможет решить более широкий неизвестный вопрос о том, как обучение взаимодействует с нашими врожденными склонностями к определенному поведению.
