„Come at Me Bro” Mentality Wytłumaczono przy użyciu Fruit Fly Brains

Brat z rozpostartymi ramionami i wydrążoną klatką piersiową nawet nie musi mówić: „Chodź do mnie, bracie”. Jego groźba jest jasna. W badaniach opublikowano czwartek w czasopiśmie Neuron pokazuje, to samo można powiedzieć o muchach owocowych, kiedy są wystarczająco wkurzone.

Kiedy te wszechobecne robaki chcą strzec swoich zasobów lub terytorium, patrzą na swoich rywali, pompują skrzydła i szarżują, jednocześnie szybko zmieniając kierunek w sposób, który może sprawić, że będą wyglądać na większe niż są. Jeśli rywal nie chce zawracać sobie głowy walką, startuje. Badanie pokazuje, że to zachowanie muszek owocowych „Przyjdź do mnie, bracie” jest w rzeczywistości napędzane przez bardzo mały zestaw neuronów, który działa niezależnie od innych agresywnych zachowań.

Dr Brian Duistermars, doktor neurobiologii z Caltech i pierwszy autor badania, przyznaje, że zachowanie muchy wygląda zbyt znajomo.

„Dziwnie przypomina facetów, którzy mają zamiar walczyć w barze”, mówi Duistermars Odwrotność. „Zamrażają i wpatrują się w siebie”. Następnie ładują swoje cele, podnoszą skrzydła, a nawet śledzą ich w okolicy, po czym ponownie opuszczają skrzydła.

W artykule naukowcy z Instytutu Medycznego Caltecha i Howarda Hughesa zidentyfikowali niewielki skupisko około trzech neuronów, które po aktywacji powodują, że owoce latają (muszka owocowa) bardziej skłonni do podejmowania zachowań zagrożonych. To samo w sobie jest godnym uwagi odkryciem, ale zrobili krok dalej i odkryli, jak zmienić te neurony i aktywować je w izolacji, zarówno z obecnymi rywalami, jak i bez żadnych innych much. Innymi słowy, dostali muszki owocowe, aby złapać przynętę i zagrozić pustemu pokojowi.

Zanim naukowcy mogli manipulować mózgami much, musieli dobrze wiedzieć, jak działają muchy. Włożyli więc samce muchy, które wychowywano w izolacji, w komorze z jedzeniem, jedną z głównych przyczyn zagrażającego zachowania. Te muchy solo są dobrze znane jako bardziej agresywne niż muchy hodowane w grupach. Obserwując ponad 400 takich konfrontacji, odkryli, jak wyglądało zachowanie grożące.

„To jest jak facet wydymający pierś i wściekły, wyrzucający ramiona”, mówi Duistermars.

Następnie zbadali, co dzieje się na poziomie komórkowym. Najpierw odkryli, które neurony zostały aktywowane, gdy muchy wykazywały groźne zachowanie. Posiadając tę ​​wiedzę, genetycznie zmodyfikowali muchy, aby te neurony mogły zostać aktywowane przez światło lub ciepło.

Gdy muchy z neuronami aktywowanymi ciepłem były narażone na cieplejsze temperatury, kanały jonowe w ich zachowaniach zagrożenia neurony otworzyły się i nagle stały się super agresywne. „Wkładamy muchy do gorącego pomieszczenia i pozwalamy neuronom włączać się i przeprowadzać te eksperymenty, gdy siedzę i pocę się” - mówi Duistermars.

Te gorące, agresywne muchy łatwo groziły sąsiadom, mimo że były przyzwyczajone do innych much. To zachowanie jest pokazane w drugim i trzecim spotkaniu w powyższym filmie. Na kolejnym etapie eksperymentu naukowcy przekazali obojętny obiekt za pomocą aktywowanej ciepłem muchy, kiedy wszystko stało się naprawdę dzikie: mucha zagroził nieożywionemu obiektowi, jak pokazano na czwartym spotkaniu.

„To było jedno z bardziej ekscytujących odkryć”, mówi Duistermars, „kiedy po raz pierwszy zobaczyłem muchę zagrażającą obiektowi”.

To samo stało się z muchami aktywowanymi światłem, gdy zostały wystawione na odpowiednią długość fali światła. Ich neurony uaktywniły się, muchy zagroziły manekinowi, jak pokazano na spotkaniu piątym.

Duistermars ostrożnie podkreśla, że ​​światło i hea nie aktywowały zachowania tak bardzo, jak nastrój pozwala zachowanie.

„To prawie jak stan wewnętrzny”, wyjaśnia. „Kiedy jesteśmy źli, rzucamy się na rzeczy, które nas nie złościły”. Podobnie, gdy muchy są zagrożone, przyjdą po wszystko w pobliżu - niezależnie od tego, czy było to rzeczywiste zagrożenie.

Chociaż nie ma jeszcze grupy aktywowanych neuronów związanych z ludzkimi walkami pięściowymi z nieznajomymi, Duistermars wskazuje, że takie zachowania są powszechne wśród wszystkich zwierząt rozmnażających się płciowo. Jako taki jest optymistą, że on i inni na jego polu mogą pewnego dnia odblokować połączenie walki na pasku mózgu.

„Fakt, że muchy mają mały zestaw neuronów, które zasadniczo rządzą całym repertuarem behawioralnym, sugeruje, że inne zwierzęta też to robią”.