Агрессивность мышей настроили светом

Шведские биологи изучили нейронные механизмы агрессивного поведения при защите собственной территории на мышах. Для этого ученые измеряли активность нейронов транспортеров дофамина в области гипоталамуса, а также изменяли ее при помощи методов оптогенетики. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience, агрессивные особи отличались повышенной активностью таких нейронов, а пассивные мыши, нейроны которых возбуждали светом, в течение нескольких дней превратились в агрессоров и захватили территорию.

Среди социальных животных, в группах которых установлена четкая иерархия, агрессивность служит основным показателем доминирования. Это также распространяется и на особей вне одной социальной группы, и чаще всего такое поведение наблюдается у особей мужского пола. Самец может проявить агрессивность в отношении другого самца, например, чтобы обозначить территорию или завоевать самку.

О нейронном механизме агрессивного поведения известно достаточно: за проявление агрессии во многом отвечают рецепторы прогестерона в вентромедиальном гипоталамусе, а также миндалевидное тело и различные части лимбической системы, отвечающие за обработку эмоций. Тем не менее, все известные на сегодняшний момент данные о механизмах агрессии достаточно упрощены. До сих пор неясно, какие именно процессы регулируют различные этапы проявления агрессии самцами: указание доминирования, инициацию атаки и стимуляцию работы системы вознаграждения — при победе.

Подробнее разобраться в нейронном механизме инициации агрессии решили ученые из Каролинского института под руководством Кристиана Бробергера (Christian Broberger). Главным объектом их исследования стала вентральная часть пресосцевидного тела — небольшое скопление нейронов (преимущественно — возбудительных, реагирующих на глутамат) в области гипоталамуса. Часть нейронов в этой области (около 34 процентов) являются транспортерами нейромедиатора дофамина (далее — DAT-нейроны), и ранее ученые уже показывали функциональную связь этого отдела мозга с другими отделами гипоталамуса, принимающими участие в регуляции агрессии. Целью ученых было изучить, во-первых, регулируется ли активность этой области индивидуальной предрасположенностью к агрессии, и, во-вторых, можно ли изменить уровень агрессии путем воздействия на эти нейроны.

Исследования проводили на самцах мышей, всего которых было 209: 77 процентов были агрессивными, остальные — не проявляли агрессивного поведения. Уровень активации DAT-нейронов проверяли, помещая агрессивных и не агрессивных особей в паре на одну территорию. Оказалось, что число активных нейронов в изучаемом отделе мозга мышей-агрессоров почти в два раза превосходит их число в мозге пассивных мышей.

Дальнейшую часть эксперимента проверили с применением методов оптогенетики — внедрения в мембрану нервных клеток светочувствительных каналов опсинов. В DAT-нейроны мышам ввели два вида опсинов: возбуждающий каналродопсин, который реагирует на облучение светом с длиной волны около 480 нанометров (примерно соответствует голубому), а также ингибирующий халородопсин (его можно «включить» светом с длиной волны 570 нанометров, что соответствует зеленому).

Манипулируя активностью нейронов при помощи света, ученые смогли эффективно снижать (или, наоборот, повышать) агрессию у модифицированных особей. Любопытно, что с помощью возбуждения или ингибирования DAT-нейронов ученые также смогли изменить иерархию мышей. Ранее пассивные особи стали агрессивными, а агрессоры, наоборот, стали спокойнее, из-за чего мыши поменялись ролями и даже смогли сохранять их в течение нескольких дней.

Авторам работы, таким образом, удалось показать, что DAT-нейроны вентральной части пресосцевидного тела играют важную роль в механизме регуляции агрессии у самцов мышей, но и, что куда более важно, отвечают за становление иерархии в борьбе за территорию путем социального поражения.

Нейронные механизмы агрессии на мышах изучают не только для того, чтобы выяснить, как она появляется, но и для того, чтобы понять, как от нее можно избавляться. Например, в прошлом году ученые выяснили, что мыши с искусственно стимулированной агрессией проявляли агрессивное поведение только в том случае, когда защищали территорию, на которой никого не было, а при совместном проживании вели себя дружелюбно.

Елизавета Ивтушок