Детоубийство в животном царстве часто можно отнести к невыученной мужской репродуктивной стратегии — устраняя новорожденных детенышей, рожденных от других самцов, девственный самец мыши освобождает самку для собственных попыток спаривания. После спаривания и проживания с беременной самкой самец мыши изменит поведение и начнет заботиться о потомстве, даже если оно не его. Чтобы выяснить, как происходит это переключение, ученые изучили паттерны активации мозга, вызванные воспитанием детей и детоубийством.
Взрослых мышей-самцов контактировали с детенышами мышей, и их поведение, направленное на детенышей, — отцовское или инфантицидное — регистрировалось. Затем ученые измерили уровень c-Fos — индикатора недавней активности нейронов — в девяти областях переднего мозга, чтобы выяснить, связана ли активность в этих областях мозга с поведением. Они обнаружили, что экспрессия c-Fos в cMPOA была связана с отцовским поведением, тогда как экспрессия в ромбовидном ядре BSTrh была связана с детоубийственным поведением. Фактически, прошлое поведение можно определить, просто взглянув на паттерны экспрессии c-Fos.
«Мы были удивлены тем, насколько точно паттерны экспрессии c-Fos в области cMPOA-BSTrh могут классифицировать это социальное поведение», — говорит руководитель группы Куми Курода. «Удивительно, но обратная классификация была точна 95% -97%».Чтобы проверить, необходимы ли cMPOA и BSTrh для двух типов поведения, исследовательская группа провела еще несколько экспериментов. Во-первых, они обнаружили, что поражение BSTrh ингибирует детоубийственное поведение у девственных мужчин.
Затем они провели дополнительный эксперимент, показавший, что повреждение cMPOA отменяет родительское поведение и фактически побуждает отцов атаковать новорожденных щенков.Команда также провела тесты с использованием проволочной сетки для предотвращения детоубийства или действий родителей. «Паттерны экспрессии c-Fos в этих регионах были столь же точны при прогнозировании попыток поведения», — объясняет Курода. «Наряду с результатами поражения это указывает на то, что cMPOA и BSTrh несут ответственность за побуждение или побуждение, стоящее за этими очень разными социальными действиями».
Чтобы понять, как эти две области влияют друг на друга, команда исследовала нейронные связи между ними. Они обнаружили, что большинство соединений были тормозящими, перемещаясь от cMPOA к BSTrh. Поскольку ингибирование BSTrh через очаги поражения уменьшило количество инфантицидов, и поскольку анализ экспрессии c-Fos также показал, что cMPOA сильно активируется во время спаривания, исследователи предположили, что естественный переход от инфантицидного поведения к родительству должен включать активацию cMPOA.Чтобы проверить это, они использовали оптогенетическую световую стимуляцию в течение нескольких дней, чтобы избирательно активировать нейроны cMPOA, которые проецируются на BSTrh у девственных самцов.
Как и ожидалось, это значительно снизило количество детоубийств. Однако переключение произошло не сразу и неожиданно зависело от того, сколько дней лечили мышей.«Необходимо предпринять несколько следующих шагов», — говорит Курода. «Мы думаем, что социальный опыт с самкой должен вести к отцовскому поведению за счет повышенной активности в cMPOA, но нам нужно определить, как это происходит.
Мы также хотим исследовать функцию этих областей мозга у приматов, и в настоящее время делаем это в мартышки. Это особенно важно, потому что в настоящее время мы не знаем ни одной области в мозгу приматов, которая связана конкретно с родительским поведением ".