Многое из того, что мы знаем о действии нейромодуляторов, таких как окситоцин, получено из поведенческих исследований лабораторных животных в стандартных лабораторных условиях. Эти условия строго контролируются и являются искусственными, отчасти для того, чтобы исследователи могли ограничить количество переменных, влияющих на поведение. Но ряд недавних исследований показывают, что действия мыши в полуестественной среде могут научить нас гораздо большему естественному поведению, особенно когда мы хотим применить эти открытия к людям.
Проф.
Лабораторная группа Алона Чена в отделе нейробиологии Института создала экспериментальную установку, которая позволяет им наблюдать за мышами в чем-то приближающемся к их естественным условиям жизни – среде, обогащенной стимулами, которые они могут исследовать, – и их деятельность круглосуточно отслеживается с помощью камер и проанализированы вычислительно. Настоящее исследование, продолжающееся последние восемь лет, возглавляли студенты-исследователи Сергей Анпилов и Ноа Эрен, а также научный сотрудник д-р.
Яир Шемеш в проф. Лаборатория Чена. Однако нововведением в этом эксперименте было включение оптогенетики – метода, который позволяет исследователям включать и выключать определенные нейроны в головном мозге с помощью света. Чтобы создать оптогенетическую установку, которая позволила бы команде изучить мышей, которые вели себя естественно, группа разработала компактное, легкое беспроводное устройство, с помощью которого ученые могли активировать нервные клетки с помощью дистанционного управления.
С помощью эксперта по оптогенетике профессора. Офер Ижар из того же отдела, группа ввела белок, ранее разработанный Ижаром, в клетки мозга, продуцирующие окситоцин. Когда свет от беспроводного устройства касался этих нейронов, они становились более чувствительными к входным сигналам от других клеток мозга в своей сети.
«Наша первая цель, – говорит Анпилов, – состояла в том, чтобы достичь той« золотой середины »экспериментальных установок, в которых мы отслеживаем поведение в естественной среде, не отказываясь от возможности задавать острые научные вопросы о функциях мозга."
Шемеш добавляет, что «в классической экспериментальной установке не только отсутствуют стимулы, измерения обычно занимают всего несколько минут, в то время как у нас была возможность отслеживать социальную динамику в группе в течение нескольких дней."
Изучение роли окситоцина было своего рода тест-драйвом для экспериментальной системы. Считалось, что этот гормон опосредует просоциальное поведение. Но результаты были противоречивыми, и некоторые из них предложили другую гипотезу, названную «социальной значимостью», в которой говорится, что окситоцин может участвовать в усилении восприятия различных социальных сигналов, что может затем привести к просоциальному или антагонистическому поведению, в зависимости от таких факторов, как индивидуальный характер и их окружение.
Чтобы проверить гипотезу социальной значимости, команда использовала мышей, на которых они могли мягко активировать производящие окситоцин клетки в гипоталамусе, поместив их первыми в обогащенную, полу-естественную лабораторную среду.
Для сравнения они повторили эксперимент с мышами, помещенными в стандартные стерильные лабораторные условия.
В полуестественной среде мыши сначала проявляли повышенный интерес друг к другу, но вскоре это сопровождалось ростом агрессивного поведения. Напротив, увеличение выработки окситоцина у мышей в классических лабораторных условиях привело к снижению агрессии. «В естественной социальной среде, где все мужчины живут, мы ожидаем увидеть агрессивное поведение, когда они соревнуются за территорию или еду», – говорит Анпилов. «То есть социальные условия способствуют конкуренции и агрессии. В стандартной лаборатории другая социальная ситуация приводит к другому эффекту окситоцина."
Если «гормон любви» скорее является «социальным гормоном», что это значит для его фармацевтического применения?? «Окситоцин участвует, как показали предыдущие эксперименты, в таком социальном поведении, как зрительный контакт или чувство близости, – говорит Эрен, – но наша работа показывает, что он не улучшает общительность по всем направлениям. Его эффекты зависят как от контекста, так и от личности.«Это означает, что для терапевтического использования окситоцина необходимо более детальное рассмотрение в исследованиях:« Если мы хотим понять сложность поведения, нам необходимо изучить поведение в сложной среде ». Только тогда мы сможем преобразовать наши открытия в человеческое поведение », – говорит она.