Биология

Когда самец плодовой мушки ухаживает за самкой и близок к спариванию, он может проигнорировать приближающегося хищника, выяснили ученые из Германии и Великобритании. Этот механизм позволяет лучше понять, как мозг — в том числе человеческий — принимает решения.

Головной мозг устроен таким образом, что позволяет как можно скорее адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. Согласно последним исследованиям, во сне он обрабатывает недавно усвоенную информацию, проектируя будущее с ее учетом, а в новой ситуации формирует «план действий» на основе предыдущего опыта. Однако в некоторых ситуациях нервная система не обращает внимания на изменения среды.

Исследователи из Бирмингемского, Шеффилдского, Ньюкаслского, Оксфордского, Вустерского университетов (все — в Великобритании), а также Свободного университета Берлина в Германии обратили внимание, что самцы плодовых мушек пренебрегают безопасностью, готовясь к спариванию, и проанализировали активность их мозга в такие моменты. Соответствующую научную статью опубликовал журнал Nature, препринт доступен на biorxiv.org.

В рамках эксперимента ученые фиксировали активность головного мозга у мушек с помощью двухфотонной микроскопии — этот метод позволяет увидеть, какие именно нейроны начинают работать. Чтобы создать эффект угрозы, команда исследователей имитировала пролетающего рядом хищника с помощью света и тени.

На ранних стадиях ухаживания за самкой «угроза» активировала некоторые зрительные нейроны в мозге мушек. Эти клетки взаимодействовали с нейронами, которыми управляет серотонин, и мушка начинала избегать угрозы. Однако когда ухаживание длилось дольше и спаривание приближалось, повышался уровень дофамина, блокируя ключевые сенсорные пути. В результате у мушки притуплялась способность реагировать на угрозу — насекомое сосредотачивалось на половом контакте.

«Дофамин играет ключевую роль в принятии решений, но его уровень тесно связан с близостью цели: насколько вероятен успех? У людей постоянно проявляется такая мотивация. Представьте, что вы взбираетесь на гору и близки к вершине. Если погода изменится и условия станут опасными, вы можете не обратить внимания на эту угрозу, потому что вы близки к своей цели», — пояснили авторы исследования.

По словам ученых, они впервые продемонстрировали нейронные пути, которые управляют решениями плодовых мушек. В дальнейшем команда исследователей планирует выяснить, свойствен ли обнаруженный механизм млекопитающим, в том числе человеку.