Исследователи выяснили, как нервные клетки мозга летучих мышей реагируют на окружающую среду и социальное взаимодействие с другими летучими мышами.

Исследователи обнаружили, что нервные клетки в области гиппокампа головного мозга кодируют сложную информацию о многочисленных характеристиках других людей в той же социальной группе.

Работа, проводимая на летучих мышах, является первой, показывающей это в большой смешанной группе диких социальных животных. Она важна, поскольку проливает свет на то, как работает мозг и как он генерирует мыслительные процессы и поведение.

Профессор Нахум Улановский, руководитель Центра обучения, памяти и познания Института науки Вейцмана в Реховоте, Израиль, опубликовал многочисленные исследования о том, как работает мозг летучих мышей. В своей презентации на форуме Федерации европейских нейробиологических обществ (FENS) 2024 года он описал предыдущие исследования того, как летучие мыши ориентируются, изучают и запоминают детали пространства, в котором они летают, и как они взаимодействуют в обществе.

В своем новом исследовании он глубже изучает, как нервные клетки (нейроны) в определенной области гиппокампа, которая отвечает за память и пространственное понимание, играют гораздо более сложную роль. Он считает, что поскольку гиппокамп летучей мыши очень похож на гиппокамп человека, в будущем будут обнаружены похожие результаты и у людей.

«Наш мозг делает нас теми, кто мы есть. Наше поведение, эмоции, мысли, воспоминания, наши успехи и неудачи определяются нашим мозгом. Поэтому возникает интересный вопрос: как работает мозг? Как мозг генерирует поведение и познание». ? Чтобы разобраться в этом подробно, мы должны записывать активность отдельных нейронов — основных операционных единиц мозга — в то время как люди или животные выполняют различные поведенческие и когнитивные задачи. Технически это легче сделать у животных, чем у людей. Вот почему запись активности отдельных нейронов у животных имеет решающее значение для понимания работы мозга», — сказал он.

Профессор Улановский и его коллеги создали в своей лаборатории «пещеру летучих мышей» для колоний диких египетских летучих мышей, которые являются очень социальными млекопитающими. В каждой группе было от пяти до десяти летучих мышей с примерно равным соотношением самцов и самок. Пещера летучих мышей имела размеры 2,7 х 2,3 х 2,6 метра и была оборудована большими и маленькими сетями, между которыми летучие мыши могли летать. Летучие мыши знали друг друга, жили вместе в пещере летучих мышей несколько месяцев и могли свободно летать и взаимодействовать друг с другом.

Исследователи прикрепили к каждой летучей мыши крошечные беспроводные электрофизиологические системы, которые регистрировали электрическую активность нейронов в мозге летучих мышей во время естественного поведения, такого как полет, навигация и социальное взаимодействие. Летучие мыши также были помечены и снабжены штрих-кодом, что позволило исследователям отслеживать местоположение и идентификационные данные летучих мышей в 3D. Исследователи использовали видеокамеры для записи направления головы летучих мышей и социального взаимодействия, когда они висели в сетях.

Профессор Улановский сказал: «Мы обнаружили целый ряд очень сильных социальных сигналов в гиппокампе. Мы обнаружили, что нейроны в гиппокампе представляют позиции и личности множества других летучих мышей, создавая социально-пространственное представление — то есть нейроны, кодирующие Более того, эти нейроны представляли собой весьма важные социальные факторы, такие как пол другой летучей мыши, ее место в иерархии доминирования (доминирующая или подчиненная летучая мышь?), ее социальная принадлежность (другая летучая мышь — моя). друг или нет?), а также представляли собой специфические формы социального взаимодействия.

«Это исследование предполагает, что помимо классической роли гиппокампа в представлении памяти и пространства, гиппокамп может играть дополнительную роль в социальной обработке. В частности, он может связывать эти три аспекта — социальный, пространственный и память — в одно объединенное представление социально-пространственных воспоминаний.

«Исследования мозга обычно фокусируются на поведении отдельных животных и людей, а когда изучается социальное поведение, оно обычно исследуется на парах животных, которые социально взаимодействуют. ваш семейный ужин, последняя вечеринка, на которой вы были, или последняя игра с мячом, которую вы смотрели. Тем не менее, на сегодняшний день было проведено очень мало исследований активности нейронов в мозгу животных, которые социально взаимодействуют. В частности, таких исследований в гиппокампе было очень мало».

Он считает, что важно изучать мозг животных, которые ведут себя естественно и в социальных группах, а не только во время контролируемого поведения, которое обычно используется в исследованиях мозга, поскольку результаты могут быть разными.

«Я планирую продолжить изучение мозга во время все более натуралистичного поведения, как социального поведения, так и навигационного поведения. Гиппокамп летучей мыши и его связи чрезвычайно похожи на человеческий гиппокамп с точки зрения их структуры. Поэтому я ожидаю, что аналогичные результаты будут обнаружены у людей в будущем», — заключил он.

Профессор Ричард Рош, заместитель заведующего кафедрой психологии Университета Мейнут, Мейнут, графство Килдэр, Ирландия, является председателем комитета по связям с общественностью FENS и не принимал участия в исследовании. Он сказал: «Если мы сможем понять механизмы, которые влияют на то, кем мы являемся, где мы находимся, на наши характеры, наши мотивы, наши эмоции, то, как мы думаем и многое другое, тогда мы сможем начать обнаруживать, что меняется, когда мы такие состояния, как депрессия, тревога, аутизм или другие состояния, связанные с поведением нашего мозга.

«Эта увлекательная работа профессора Улановского раскрывает, как отдельные нейроны в гиппокампе кодируют важную информацию об окружающей среде, в которой живут эти летучие мыши, и о других летучих мышах в их социальных группах. Это дает нам указания на то, что и где искать, когда мы исследуем это у людей».