Замирать или бежать? Мозг решает судьбу животных, не меняя их чувствительность к угрозам

Исследователи нашли ключевой нейронный переключатель, который отвечает за инстинктивную реакцию животных на угрозу — либо бегство, либо замирание на месте. Изучая два близкородственных вида мышей, учёные обнаружили, что этот переключатель эволюционно настроен в зависимости от среды обитания животного.

Мыши, живущие в густых зарослях, обладают гиперчувствительным нейронным контуром, который позволяет им мгновенно убегать от угрозы, в то время как их сородичи, живущие в открытых пространствах, с меньшей чувствительностью замирают, чтобы избежать обнаружения.

Это открытие, представленное в журнале Nature, даёт новые знания о том, как эволюция настраивает поведение животных на выживание в различных ландшафтах. В экосистемах с густой растительностью бегство является наилучшей защитой, тогда как в открытых пространствах животным выгоднее замирать и оставаться неподвижными, чтобы избежать хищников.

Международная группа учёных из Бельгии и США исследовала поведение двух видов мышей: лесных мышей (Peromyscus maniculatus), которые мгновенно бегут при угрозе, и их сородичей, обитающих в открытых пространствах (Peromyscus polionotus), которые предпочитают замирать.

Они использовали стимулы, напоминающие угрозу от воздушного хищника, чтобы определить, как каждый вид реагирует на опасность. Оказалось, что для того, чтобы мыши, живущие на открытой местности, начали бегство, необходим был вдвое более интенсивный стимул, чем для их лесных сородичей, что указывает на различия в обработке угроз.

Используя нейропиксельные зондовые технологии, исследователи обнаружили, что ключевая нейронная активность сосредоточена в дорсальном околоводопроводном сером веществе (dPAG) мозга — области, которая управляет действиями побега.

Примечательно, что, хотя оба вида воспринимают угрозу одинаково, активация dPAG у мышей, обитающих в лесах, вызывает мгновенную команду "беги", в то время как у открытых мышей эта команда не посылается, даже при наличии угрозы.

Учёные продемонстрировали, что активируя нейроны dPAG у лесных мышей, можно заставить их убегать даже без угрозы. Напротив, подавление активности этого участка у этих же мышей повышало порог бегства, делая их поведение более схожим с поведением сородичей из открытых пространств.

Это исследование не только объясняет, как контролируются инстинктивные поведенческие реакции, такие как бегство или замирание, но и раскрывает удивительную гибкость структуры мозга.

По словам ведущих авторов, это открытие иллюстрирует важный эволюционный принцип: изменения в нейронных цепях не всегда требуют создания новых путей, а могут быть результатом настройки существующих цепей, чтобы адаптироваться к изменяющимся условиям.