Заднее ядро миндалевидного тела оказалось ответственным за социальное поведение самцов мышей

Клетки заднего ядра миндалевидного тела, экспрессирующие альфа-рецептор эстрогена, регулируют сексуальное поведение у самцов мышей, а также участвуют в формировании агрессивного поведения в схватке мышей друг с другом. Как говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience, эти клетки — основной источник возбуждающих сигналов для медиального преоптического ядра и вентролатеральной части вентромедиального гипоталамуса, отвечающих соответственно за сексуальное и агрессивное поведение у мужских особей.

Благодаря многолетним исследованиям на грызунах известны несколько ключевых областей гипоталамуса, через которые реализуется социальное поведение, направленное на сохранение вида. Медиальное преоптическое ядро оказалось основным участком мозга, отвечающим за сексуальное поведение у самцов мышей. Инактивация этого ядра подавляла сексуальную активность, в то время как половые гормоны и стимуляция этой области гипоталамуса вели к усилению возбуждения. Что касается агрессивного поведения у мышей, то здесь ученые обнаруживают снижение естественной агрессии при отключении клеток вентролатеральной части вентромедиального гипоталамуса. В то же время активация этой зоны вызывает немедленную атаку как на сородичей, так и на неодушевленные объекты.

Ранее было обнаружено, что миндалевидное тело и ядро ложа конечной полоски являются основными источниками сигналов для медиального преоптического ядра и вентролатеральной части вентромедиального гипоталамуса. При этом эти структуры состоят в основном из ГАМК-ергических нейронов и, предположительно, оказывают главным образом тормозящий эффект на исследуемые области гипоталамуса.

Такаши Ямагучи (Takashi Yamaguchi) с коллегами из Медицинского центра Лангоуна Нью-Йоркского университета решили выяснить, являются ли возбуждающие входы в медиальное преоптическое ядро и вентролатеральную часть вентромедиального гипоталамуса важными для формирования социального поведения. Основываясь на предыдущих исследованиях (приступ агрессии у котов при введении L-глутамата в гипоталамус или постепенное увеличение глутамата в преоптическом ядре во время полового возбуждения у самцов мышей), они предположили, что возбуждающие глутаматергические входы в медиальный гипоталамус необходимы как для сексуального, так и для агрессивного поведения. Однако при этом неясно, откуда поступают эти возбуждающие сигналы.

Анатомическое исследование привело ученых к заднему ядру миндалевидного тела. Предыдущее исследование этой структуры (миндалегиппокампальная область) обнаружило значительную долю глутаматергических нейронов, у которых обнаруживается высокая степень экспрессии альфа-рецепторов эстрогена (Esr1). Обилие этих рецепторов наблюдается и в гипоталамусе. Поскольку эстроген оказывает сильное влияние на социальное поведение, области мозга с большим количеством рецепторов эстрогена, вероятно, будут участвовать в формировании этого поведения. Так, экспрессия транскрипционного фактора с-Fos, участника синаптической передачи нервного импульса, повышалась в задних ядрах миндалины после приступа агрессии и во время сексуального возбуждения у самцов мышей.

Поскольку медиальное преоптическое ядро и вентролатеральная область вентромедиального гипоталамуса (ВОВГ) отвечают за разные аспекты социального поведения, ученые предположили, что нейроны заднего ядра миндалины, которые проецируются на эти области, вероятно, являются неидентичными клетками и играют различную роль в мужском сексуальном и агрессивном поведении. При флуоресцентном окрашивании нейронов авторы обнаружили, что меченые клетки, которые проецировались на медиальное преоптическое ядро, были в изобилии расположены в передней дорсомедиальной части заднего ядра миндалины, тогда как проекции ВОВГ были сосредоточены в его вентролатеральной части. Почти все нейроны заднего ядра миндалины, которые проецировались на медиальное преоптическое ядро, экспрессировали Esr1 (95,5 процента ± 1,1 процента, n = 3 животных), в то время как только половина клеток, связанных с ВОВГ, имела Esr1 (55,6 процента ± 2,5 процента, n = 3 животных).

Затем ученые исследовали, имеют ли нейроны заднего ядра миндалевидного тела, экспрессирующие Esr1, прямые синаптические входы в клетки гипоталамуса. Они наблюдали оптогенетически вызванные возбуждающие и ингибирующие постсинаптические токи в большинстве клеток медиального преоптического ядра (53,1 процента). Возбуждающие токи отличались короткой задержкой (2,24 ± 0,18 миллисекунд), в то время как ингибирующие токи имели значительно бо́льшие задержки (8,58 ± 1,21 миллисекунд). Эти данные указывают на то, что возбуждающие токи проводятся моносинаптически, а ингибирующие — полисинаптически. Аналогичная картина наблюдалась и с клетками вентролатеральной области вентромедиального гипоталамуса. В целом эти результаты свидетельствуют о том, что нейроны заднего ядра миндалевидного тела, экспрессирующие Esr1, оказывают прямое возбуждающее и косвенное ингибирующее влияния на области гипоталамуса, отвечающие за социальное поведение.

Ученые обнаружили, что нейроны заднего миндалевидного тела, имеющие связь с медиальным преоптическим ядром, показали бо́льшее увеличение Ca2+ при появлении самки, чем при появлении самца, а также более высокие реакции во время исследования самки, чем при исследовании самца. При появлении и исследовании других самцов нейроны миндалины, связанные с ВОВГ, демонстрировали более высокие реакции, чем на самок (везде р < 0,001).

В целом, эксперимент с ингибированием клеток заднего ядра миндалины, связанных с медиальным преоптическим ядром, показал, что эти нейроны незаменимы для всех аспектов мужского сексуального поведения, в то время как клетки, связанные с ВОВГ, в основном опосредуют мужскую агрессию, но также играют незначительную роль в многосторонних процессах сексуального поведения. Также ученые отметили, что эти клетки имеют выгодное анатомическое расположение: через них проходят потоки обонятельной, контекстуальной, эмпирической и эмоциональной информации, реакцией на которую может быть как сексуальное, так и агрессивное поведение.

При сопоставимых объеме, морфологии и плотности клеток медиального преоптического ядра у самок оно отвечает за материнское поведение. Вентролатеральная область вентромедиального гипоталамуса, которая играет основополагающую роль в агрессивном поведении у самцов, у самок отвечает как за агрессию, так и за сексуальную активность. Организация нейронов заднего ядра миндалевидного тела, имеющих отношение к поведению, и их нисходящие контуры, вероятно, будут отличаться от таковых у мужчин. Будущие исследования, посвященные миндалевидному телу у самок, помогут прояснить половой диморфизм схем социального поведения.
Однако стоит признать, что не все так однозначно в вопросах регулирования поведения. Например, ранее мы рассказывали, что агрессивность у собак ученые связывают с высоким уровнем вазопрессина в крови.

Вячеслав Гоменюк