У доминантов сильные синапсы

У большинства животных сообщества построены по иерархическому принципу, и положение на иерархической лестнице определяет все стороны их жизни, от питания до размножения. Но до сих пор ученые не выяснили нейробиологическую базу иерархии, иными словами, не поняли, чем отличается мозг доминантного самца от мозга субдоминантного.

Статус завиист от силы контактов

Этот пробел заполнили биологи из Института нейронаук (Institute of Neuroscience) Китайской академии наук. Ван Фей (Fei Wang) и его коллеги показали, что у доминантных самцов мышей синапсы в одном из важнейших отделов мозга – медиальной префронтальной коре, сильнее, чем у подчиненных самцов. Более того, им удалось, воздействуя на синапсы, изменить иерархический статус животных.

Ученые исследовали синапсы – связи между нервными клетками, в V слое коры полушарий мышей, которая по строению похожа на слоеный пирог. V слой образован крупными нейронами пирамидальной формы, которые называются пирамидными нейронами.

Тест в трубке

Тест на доминирование, который использовали биологи, был очень простым. Пару самцов мышей, которые до эксперимента жили в одной группе, то есть, были знакомы, сажали в узкую стеклянную трубку с разных концов. Мыши встречались посередине и «мерялись статусом». Менее чем через минуту более слабый соперник отступал и задом пятился из трубки. Победитель оставался в завоеванном пространстве.

Чтобы определить статус каждой мыши в группе, не нужно было ссаживать их всех попарно. Для этого ученые применили метод транзитивности. Если они знали, что А выше по статусу, чем В, а В выше, чем С, значит А однозначно выше, чем С. Иерархический статус, как биологи проверили в повторяющихся экспериментах, не менялся в течение 7 дней.

Чтобы изучить синапсы, из префронтальной коры мышей разного статуса (от 1 до 4) ученые изготовили тонкие срезы, в которых оставались живые нейроны, и можно было in vitro оценить силу электрической проводимости контактов между пирамидными нейронами в V слое коры. Результаты показали, что синапсы доминантных мышей сильнее, чем синапсы подчиненных.

Доминантностью можно управлять

Ученым удалось даже воздействовать на синапсы медиальной префронтальной коры, для этого они использовали вирусы, несущие информацию о ферменте, который в одном случае усиливал свойства синапса, а в другом случае – ослаблял. Вирус с ферментной нагрузкой вводили непосредственно в пирамидные клетки. Результаты оказались впечатляющими: мыши с усиленными синапсами немедленно повысили свой социальный статус, а мыши с ослабленными синапсами – наоборот.

Результаты исследования ученые опубликовали в сегодняшнем выпуске Science