Полученные данные открывают путь для более глубоких исследований сексуального поведения на уровне схем и того, как его можно изменить с помощью социального опыта.
«Самцы дрозофилы ухаживают за самками с серией« запрограммированных »или генетически запрограммированных моделей поведения, и сбой в любой части процесса может помешать воспроизведению», – говорит старший автор и старший исследователь Wellcome Trust Стивен Гудвин из Центра нейронных цепей.
И поведение в Оксфордском университете.
Ген, известный как doublesex, порождает различия в анатомии и поведении самцов и самок у многих видов животных. Этот ген называется так, потому что он превращает самцов и самок дрозофил в интерсексов, каждый из которых обладает характеристиками обоих полов (отсюда и «двойной секс»). Ген двойного пола самца активен примерно в 650 нейронах, при этом определенные группы клеток контролируют отдельные этапы ритуала ухаживания.
Что неизвестно, так это то, как эти различные шаги координируются для обеспечения успешного спаривания.
В своем исследовании Гудвин и его команда определили цепь нейронов, экспрессирующих двойной секс, у мужчин, которая контролирует сам половой акт. Эта цепь, расположенная в эквиваленте спинного мозга плодовой мушки, состоит из трех ключевых типов нейронов: двигательных нейронов, тормозных интернейронов и механосенсорных нейронов.
«Мы нашли точные двигательные нейроны, которые контролируют мужской пенис и обеспечивают возможность секса, в дополнение ко второй группе тормозных нейронов, которые противостоят мотонейронам и участвуют в расцеплении после секса», – говорит Хания Павлоу, ведущий автор книги. исследователь и научный сотрудник MRC Career Development Postdoctor в области вычислительной геномики.
"Используя сложную генетику, мы можем нарушить активность этих нейронов и помешать самцам спариваться.
Мы также показываем, что механосенсорные нейроны обратной связи гениталий и потенциально координируют активность других нейронов для создания правильного баланса возбуждения и торможения, необходимого для совокупления."
Эти результаты предполагают, что ген двойного секса настраивает схему, специфичную для мужчин, что позволяет им успешно выполнять правильную последовательность действий как для начала, так и для прекращения секса.
Полученные данные также указывают на то, что механизмы совокупления отличаются от механизмов размножения.
Ранее было обнаружено, что перенос сперматозоидов у плодовых мушек контролируется группой нейронов, которые снабжают репродуктивные железы нервами и способствуют эякуляции. Текущее исследование показывает, что цепь, контролирующая половой акт, отличается от цепи, участвующей в передаче сперматозоидов, хотя она все же может помочь ее модулировать. Это предполагает механизм отделения приятных ощущений от секса от репродуктивной функции.
«Далее мы хотим понять, как командные центры в мозгу объединяют сигналы, управляющие сексом, с обратной связью от внутреннего состояния самца, самки и окружающей среды, чтобы позволить самцам выполнять и изменять свое сексуальное поведение», – говорит Павлу.
«Выявление нейронных цепей, управляющих поведением плодовых мушек, дает нам представление об универсальных принципах, с помощью которых нервная система может координировать сложное двигательное поведение, такое как ходьба, полет и, конечно же, секс."