Рыбьи мозги: как температура влияет на поведение

Люди стремятся надеть тёплую одежду, когда им холодно, и устроиться поближе к кондиционеру, когда жарко. Так сенсорная информация о температуре, поступая в мозг, меняет наше поведение. Однако точный механизм этого процесса долгое время оставался загадкой. Чтобы выявить его, клеточные биологи из Гарварда использовали популярный модельный организм — рыбку данио-рерио. Детали работы были изложены в журнале Neuron.

«Лицо» данио рерио


Использовав техники визуализации всего мозга, команда смогла выяснить, как нервы на мордочке рыбы воспринимают окружающую температуру, как эта информация поступает в задний мозг животного и как влияет на поведение.

«В отличие от нас, данио-рерио не могут регулировать температуру тела. Они живут в мелководных водоёмах, где температура может колебаться довольно сильно, поэтому для них важно ориентироваться в этих колебаниях», — поясняет Мартин Хэсемейер, один из авторов работы.

Процесс восприятия температуры у данио-рерио не сильно отличается от человеческого — для него используются соматосенсорные нейроны в области лица (или, в случае с рыбками, морды). Затем информация поступает к клеткам тройничного узла — утолщения в области тройничного нерва, охватывающего глаза, нижнюю и верхнюю челюсть.

«У людей и данио-рерио тройничный узел расположен между глазом и ухом. Таким образом, мы можем наблюдать за тем, как тройничный узел «кодирует» температуру и что происходит с его клетками, когда она меняется. Мы выяснили, что некоторые клетки активно реагируют на повышение температуры, а другие — на понижение», — говорит Хэсемейер.

Однако одной лишь этой информации недостаточно, чтобы изменить поведение рыбы. В заднем мозге данио-рерио исследователи также выделили группу клеток, которые не только обрабатывают информацию о температуре, но и рассчитывают, в каком направлении должна двигаться рыбка, чтобы согреться или охладиться.

Хотя для того, чтобы понять, как работают эти клетки, необходимы дальнейшие исследования, у учёных уже есть гипотеза.

«Мы полагаем, что всё дело в адаптации нейронов. Это значит, что если удерживать входящий сигнал, не меняя его силу, на протяжении некоторого времени, то активность нейронов постепенно будет падать. Мы думаем, что здесь происходит именно это. Мы считаем, что в заднем мозге есть клетки, связанные с клетками тройничного узла, и они почти незаметны, пока температура не меняется. Но как только становится теплее или холоднее, они активизируются», — рассказывает Хэсемейер.

Хэсемейер и его коллеги планируют в будущем разработать более детальную модель работы заднего мозга данио-рерио.

«Из этого исследования мы вынесли модель, которая хорошо подходит для изучения влияния стимулов и предсказания поведения и активности в мозге. Но её сложно назвать полной, так как предстоит ещё выяснить, как благодаря особенностям клеток происходит выбор направления. Я предполагаю, что это распространённое явление среди животных, поэтому будет интересно изучить, как именно это происходит», — делится он.


Текст: Алла Салькова

“A Brain-wide Circuit Model of Heat-Evoked Swimming Behavior in Larval Zebrafish”

Martin Haesemeyer, Drew N. Robson, Jennifer M. Li, Alexander F. Schier, and Florian Engert

doi:10.1016/j.neuron.2018.04.013

 

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтактеЯндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Сила воли в детстве связана с курением во взрослой жизни

Исследователи сообщают, что дети с низким самоконтролем в возрасте 10 лет более склонны к тому, чтобы начать курить в юности и чаще курят, будучи взрослыми. Ученые из Университета Стерлинга открыли связь между самообладанием в детстве и привычкой курить в течение жизни. Исследование опубликовано в Health Psychology.
Ученый-бихевиорист Майкл Дэйли и его команда наблюдали 21000 людей в Великобритании на протяжении более чем 40 лет. Исследователи обнаружили, что дети с низким самоконтролем в возрасте 10-11 лет были более склонны к тому, чтобы закурить в юности и число курящих среди них возрастало каждые 10 лет, вплоть до 55 лет.
stockvault-cigarrette107221

Доктор Дэйли объясняет: «Сначала мы увидели, что дети с низким самоконтролем в два раза более предрасположены к курению во взрослом возрасте в сравнении со сверстниками с более высоким самоконтролем. Затем мы исследовали альтернативные объяснения этому факту, например, различия в социальном классе, интеллект, а также курят ли родители. Даже после того, как мы приняли во внимание эти факты, мы обнаружили, что низкий самоконтроль, отмеченный еще до того, как было начато курение, является предиктором высокого риска курения в течение взрослой жизни».

К тому же, исследование обнаружило, что дети с недостаточным самоконтролем имели тенденцию к выкуриванию большего числа сигарет, им сложнее было бросить курить, и они чаще срывались, пытаясь бросить.
Дети, охваченные исследованием, сильно различались по уровню самоконтроля. Характеристики тех, у кого он был низким (против высокого) в этом исследовании были определены при помощи учительских рейтингов и включали плохое внимание, недостаток усидчивости и импульсивное поведение. Учёные призывают учителей поддержать этих молодых людей и увеличить их шансы в жизни.

Доктор Дэйли продолжает: «Многие попытки фокусировались исключительно на том, чтобы объяснить детям опасность курения. Как бы то ни было, наши находки подтверждают, что дополнительный подход, при котором увеличивается общий самоконтроль, может иметь пожизненные преимущества для здоровья. Предыдущее исследование нашей команды и других показали, что воспитание детей с высоким самоконтролем улучшает школьные оценки, перспективы трудоустройства, качество взаимоотношений и физическое здоровье. Теперь к этому внушительному списку мы можем добавить отсутствие курения, наряду с отличным здоровьем и другими преимуществами, которыми наслаждаются некурящие».

#нейроновости
#курение
#поведение
Текст: Асват Валиева
Сhildhood Self-Control Predicts Smoking Throughout Life: Evidence From 21,000 Cohort Study Participants
Daly, Michael; Egan, Mark; Quigley, Jody; Delaney, Liam; and Baumeister, Roy F.
Health Psychology. Published online September 8 2016 doi:10.1037/hea0000393