Путь борьбы или бегства связан с гормоном аппетита

В течение нескольких лет исследователи из Центра науки о мозге RIKEN организовывали регулярные «бойцовские клубы» рыбок данио, чтобы точно изучить, какие нейронные механизмы отличает тех, кто быстро уступает, от тех, кто побеждает. Новое исследование обнаружило, что общий гормон аппетита, также присутствующий у людей, по-видимому, активирует ключевой нервный путь, который определяет, насколько быстро рыба выходит из боя.

Было обнаружено, что рыбки-данио являются невероятно полезными организмами для моделирования социальных конфликтов. Если в один аквариум бросить двух рыб-самцов, они сразу же начнут борьбу за социальное превосходство. Они не сражаются насмерть, а вместо этого сражаются друг с другом, пока один не сдастся.

«Победители, как правило, проявляют активное поведение, такое как кусание, погоня, удары и свободное плавание внутри аквариума, в то время как проигравшие склонны проявлять пассивное поведение, например, убегать, замирать, отступать и оставаться на дне аквариума», — говорят ученые.

Предыдущие исследования были сосредоточены на активности в крошечной области мозга называемой хабенулой, как основополагающей для того, выигрывает или проигрывает рыба данио в схватке. Это показало, что два отдельных конкурирующих нейронных пути в хабенуле могут определять, уступает ли рыба в схватке или активно борется дальше.

Генетическая инженерия рыбы в буквальном смысле создаст победителей и проигравших. Отключение «выигрышного» пути заставляло рыбу быстрее выходить из боя, а отключение «проигрышного» пути заставляло рыбу сражаться дольше.

Итак, как только эти два конкурирующих нервных пути были идентифицированы, следующим шагом в исследовании было выяснить, какие факторы регулируют их активность. Это новое исследование изучало влияние голода на активность хабенулы и последствия социальных конфликтов у рыбок данио.

Исследование показало, что у рыбок данио гораздо больше шансов выиграть драку после того, как они голодали в течение шести дней. Фактически, голодные рыбки данио выиграли около 75 процентов боев.

«Голодные рыбы более заинтересованы в добыче пищи», — объясняет Харуна Накаджо, автор нового исследования. «И поскольку победители поединков получают больше ресурсов, таких как еда, имеет смысл, что голодная рыба старается побеждать в боях».

Что еще более интересно, исследование показало, что голод вызывает большую активность в ранее идентифицированной «победной» нейронной цепи еще до начала схватки, открытие, которое является новым для этого исследования. Это говорит о том, что несколько дней голодания уже задействуют «победившую» нейронную цепь.

До сих пор неясно, сколько голодания необходимо, чтобы эффективно активировать эту «выигрышную» нейронную цепь, но исследователи предполагают, что простого голода от пропуска одного приема пищи недостаточно, но вместо этого может потребоваться несколько дней голодания.

Исследование также показало, что весь этот механизм, по-видимому, опосредуется гормоном орексином. Этот конкретный гормон, открытый относительно недавно, в конце 1990-х годов, как известно, играет роль в регулировании аппетита и бодрствования.

В контексте этого исследования было обнаружено, что орексин напрямую активирует «победившую» нервную цепь в ответ на несколько дней голодания. Это первое исследование, которое дает четкие доказательства того, что орексин играет роль в социальном поведении, таком как драки, однако оно не является исключением. Недавнее исследование на мышах показало, что орексин может играть ключевую роль в механизме борьбы или бегства животного — гипотеза, которая, безусловно, подтверждается результатами нового исследования на рыбках данио.

Харуна Накаджо отмечает, что эти конкретные исследования на животных не полностью отделены от результатов исследований на людях. Эти недавно открытые нейронные механизмы должны быть переданы людям.

Следует отметить, что битва между двумя рыбами обычно длилась около 400 секунд, даже если одна из рыб была голодной. Но драка между двумя голодными рыбками длилась в среднем около 800 секунд. Похоже, когда оба участника были голодны и проявляли активную «победную» активность хабенулы, ни один из них не сдавался бы легко, и драки длились значительно дольше.

Новое исследование было опубликовано в журнале Cell Reports.