Нейроны гиппокампа летучих мышей и крыс помогли им найти сородичей

Нейроны гиппокампа, с помощью которых животные определяют свое положение в пространстве, активируются и при поиске сородичей. Это выяснили две группы ученых, которые провели серию экспериментов на крысах и летучих мышах, рассказывается в двух статьях (1, 2), опубликованных в новом номере журнала Science.

Главными клетками навигационной системы головного мозга считаются нейроны места — разновидность пирамидальных нейронов первой области (CA1) гиппокампа, которые активируются, когда животное находится в определенном месте. Считается также, что эта навигационная система (и, соответственно, нейроны места) работают аллоцентрично: то есть позиция тела в пространстве определяется тем, что находится вокруг. Учитывая это, можно определить паттерны активности гиппокампа, отвечающие за положение не только собственного тела, но и окружающих объектов: например, других особей. Этим занялись две команды ученых из Японии и Израиля.

Авторы первой работы под руководством Сигэёоси Фуджисавы (Shigeyoshi Fujisawa) из Института физико-химических исследований (RIKEN) в Вако провели эксперимент, в ходе которого две крысы выполняли задание в T-образном лабиринте. Задание проходило следующим образом. Сначала в лабиринт запускали первую крысу, которая могла пойти либо в левый, либо в правый рукав. Затем запускали вторую крысу: для того, чтобы получить угощение, эта крыса должна была либо пойти в тот же рукав, что и первая, либо в противоположный — в зависимости от того, как ее обучили. В обоих случаях от животного требовалось умение определять местоположение первой крысы. 

Активность CA1 при этом записывали при помощи вживленных электродов, а активация нейронов, отвечающих за определение первой крысы в пространстве второй, была вычислена с помощью поиска корреляции между активностью пирамидальных нейронов гиппокампа и положением первой крысы. Ученые выяснили, что активность нейронов мозга второй крысы зависела (p < 0,05) от положения в лабиринте первой.

Авторы второй работы, израильские ученые под руководством Начума Улановски (Nachum Ulanovsky) из Института Вейцмана, провели схожий эксперимент с участием летучих мышей: в нем одной летучей мыши необходимо было выбрать одно из двух мест для получения угощения после того, как в нужное место приземлялась другая мышь. Во втором этапе эксперимента вместо летучей мыши местоположение угощения «показывал» предмет — мяч. Ученые обнаружили, что активность нейронов CA1 в головном мозге второй также зависит (p < 0,05) от положения в пространстве первой мыши, кроме того, подобной активности было меньше, когда вместо другой особи местоположение угощения «показывал» предмет. Это, по мнению ученых, может означать, что нейроны места гиппокампа животных особенно чувствительны именно к живым особям.

Умение определять локацию других особей является необходимым для всех социальных животных: авторы двух новых работ показали, что нейроны CA1, отвечающие за положение тела в пространстве, могут также активироваться в ответ на изменения положения в пространстве другого объекта, причем эксперимент с летучими мышами показывает, что CA1 играет особую роль в социально-пространственном создании.

Еще одна известная функция гиппокампа — хранение воспоминаний. Например, недавно ученые выяснили, что субикулум — наименее изученный участок этой анатомической структуры — принимает участие в процессе извлечения воспоминаний. 

Елизавета Ивтушок