Ученые разглядели ревность в мозге медных прыгунов
Приматологи и медики из университета Калифорнии в Дейвисе выяснили, как моногамные обезьяны медные прыгуны (Callicebus cupreus) испытывают ревность. При виде самки с самцом-чужаком у ее партнера в крови повышается уровень тестостерона и уровень гормона «социального стресса» кортизола. Также у него повышается активность участков мозга, которые у людей ассоциируются с социально болезненной ситуацией и модулируют стресс. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Ecology and Evolution, коротко о нем сообщается в пресс-релизе университета.
Ревность зачастую возникает в контексте отношений между полами, поэтому понимание природы этой эмоции может прояснить эволюцию и образования пары. Возможно, ревность давала какие-то эволюционные преимущества древним людям; отчасти возникновение ревности обусловлено и культурными установками. Но изучать нейрофизиологические основы ревности на людях сложно — дело в том, что воспроизвести ситуацию, в которой участники исследования действительно почувствовали бы ревность, довольно сложно.
Но ревность можно попробовать изучить у других млекопитающих. Один из видов, подходящих для исследования — медные прыгуны (Callicebus cupreus). Эти небольшие обезьяны, населяющие тропические леса Южной Америки, относятся к трем-пяти процентам моногамных видов млекопитающих. Они образуют постоянные пары на всю жизнь, и демонстрируют ревность при появлении чужака рядом со второй половиной. И самцы, и самки выгибают дугой спину, начинают махать хвостом, и пытаются удержать партнера, чтобы тот не убежал к незнакомцу или незнакомке. Самцы выражают эмоции сильнее, чем самки, поэтому в качестве объектов исследования авторы новой статьи выбрали самцов медных прыгунов.
В эксперименте участвовали восемь пар животных. Самца и самку помещали в разные клетки, но в пределах видимости друг друга. Затем к самке подсаживали чужого незнакомого самца и снимали на видео поведение ее супруга. Во время контрольного опыта, который проводили через несколько дней, самец наблюдал за чужими самцом и самкой, сидящими в соседней клетке. Перед началом эксперимента ему вводили контраст, с помощью которого ученые потом отслеживали активность участков мозга. После эксперимента и контрольного опыта, которые длились по 30 минут, самца усыпляли и проводили позитронно-эмиссионное сканирование и магнитно-резонансную томографию его головного мозга. Также у обезьяны брали кровь на анализ, в которой определяли количество гормонов тестостерона, кортизола, окситоцина и вазопрессина.
При виде незнакомца рядом с супругой самцы выгибали спину и начинали махать хвостом и чмокать губами. Одновременно они пристально смотрели на пару в соседней клетке. У них повышался уровень тестостерона, который ассоциируется с ревностью или «охраняющим партнершу» поведением у самцов. Также у «обманутых супругов» вырастал уровень кортизола. Этот гормон выделяется, когда животные, в том числе приматы, испытывают социальный стресс.
На ПЭТ / МРТ после эксперимента исследователи зафиксировали повышенную активность в левой передней и задней поясной коре мозга прыгунов. Эти участки у людей ассоциируются с социально болезненными ситуациями. Ревность — эмоция, когда кто-то чувствует себя отвергнутым партнером, вполне подпадает под определение «социально болезненной ситуации». Также авторы статьи обнаружили повышенную активность в правой латеральной перегородке мозга (lateral septum), которая, по-видимому, играет роль в формировании и сохранении пары у медных прыгунов. У других млекопитающих латеральная перегородка участвует в формировании социальной памяти, а также модулирует стресс. Выяснилось, что активность правой миндалины у обезьян, наоборот, понижается. У людей эта область мозга ассоциируется с возникновением негативных эмоций, таких как печаль и страх.
Ранее норвежские психологи подтвердили научными методами устоявшееся мнение о том, что причины ревности у мужчин и женщин разные. У мужчин наибольшую ревность вызывает возможность физической измены партнера, а у женщин – создание «ее мужчиной» близких и теплых эмоциональных отношений с другой женщиной.
И отползли от источника звука
Группа исследователей из Китая, США и Южной Кореи выяснила, что нематоды Caenorhabditis Elegans, которые чувствуют звук всем телом, реагируют не на абсолютное звуковое давление, а на его градиент. Из-за этого они способны различать и избегать звуки, которые издают небольшие беспозвоночные хищники, но не реагируют на более громкий шум. Кроме того, такой механизм восприятия градиента звукового давления, по-видимому, общий для многих животных, включая других беспозвоночных и млекопитающих. Работа опубликована в Current Biology. У нематод Caenorhabditis Elegans, как и у многих беспозвоночных, нет органов слуха, но они могут чувствовать звук и уползать от него, то есть проявлять отрицательной фонотаксис. В 2019 году Адам Илифф (Adam Illiff) из Мичиганского университета с коллегами показали, что звуковые вибрации черви ощущают всем телом, а их наружные покровы — кутикула — работают примерно как барабанная перепонка позвоночных. Тогда ученые определили механосенсорные нейроны червей, которые, вероятно, преобразуют звуковые волны в нервный импульс. И выяснили, что воспринимают черви именно колебания воздуха: мутанты, которые не чувствовали вибрацию субстрата, все равно проявляли фонотаксис. Теперь Цань Ван (Can Wang) из Хуачжунского университета науки и технологий (он принимал участие и в прошлом исследовании) и его коллеги из Китая, США и Южной Кореи выяснили, как именно нематоды чувствуют звук. Они размещали рядом с головой нематод динамики разных размеров и включали звуки разной громкости и частоты. Когда ученые помещали маленький динамик диаметром 0,5 миллиметра на расстоянии одного миллиметра от головы нематоды (что примерно равняется длине тела червя), и включали на нем звук частотой 1 килогерц и громкостью 80 децибел, черви разворачивались и ползли в противоположную от звука сторону. Но когда этот динамик заменили на больший, диаметром 3 миллиметра, нематоды не реагировали, хотя звук был таким же. Даже когда громкость увеличивали до 110 децибел или меняли частоту на большую или меньшую, нематоды не меняли траекторию своего движения. Исследователи обнаружили, что кутикула червей вибрирует сильнее всего от звука из маленького динамика. С помощью кальциевой визуализации авторы оценили активность механосенсорных нейронов, которые и реагируют на звуковые колебания. Их активность уменьшалась с увеличением размера динамика, даже если громкость звука была одинаковой. На звук из трехмиллиметрового динамика нейроны червей не реагировали. Также ученые выяснили, что звук из маленького динамика создает наибольший градиент звукового давления в теле нематод — это измерили с помощью миниатюрного микрофона. Давление звука, проходящего через среду, снижается с течением времени, — и в голове червя, которая ближе всего к динамику, оно выше, чем на конце его тела. Если источник звука небольшой, звуковое давление уменьшается быстрее, и таким образом градиент звукового давления по телу червя получается больше. Чтобы изменить звуковой градиент, авторы размещали динамики на разном расстоянии от головы червя — чем ближе был динамик, тем резче градиент. Абсолютное звуковое давление в области головы нематод тем временем не менялось. Черви демонстрировали наиболее устойчивые слуховые реакции только в ответ на резкий градиент. Градиент звукового давления коррелировал и с движением червей, и с вибрацией кутикулы, и с активностью механосенсорных нейронов. Нематоды живут в гниющих листьях на земле, где им могут повстречаться разные беспозвоночные хищники. По всей видимости, именно их звуки — стрекотание, шуршание или шелест крыльев — и могут слышать черви, а вот более громкие звуки от источников большего размера для них не так важны. Градиент звукового давления возникает и в тимпанальных органах кузнечиков, и в заполненной жидкостью улитке млекопитающих. В случае последних этот градиент, по всей видимости, необходим, чтобы активировались механочувствительные волосковые клетки улитки. То есть активация чувствительных к звуку нейронов происходит у разных животных по одному принципу. Ранее ученые обнаружили, что эпигенетическая память позволила нематодам C. elegans избегать патогенных бактерий даже спустя четыре поколения. То есть одни черви встретились с бактерией, выяснили, что она опасна, и стали ее избегать, а их детям и внукам уже не потребовалось проверять бактерий на себе — они избегали их сразу благодаря унаследованным модификациям гистонов.