Исследование летучих мышей раскрывает секреты социального мозга

Исследование, опубликованное в журнале Science, впервые показало, как мозг социальных млекопитающих обрабатывает сложные групповые взаимодействия.

Нейробиологи из Калифорнийского университета в Беркли использовали беспроводные устройства для записи нейронной активности египетских летучих мышей, когда те свободно взаимодействовали в группах и вокализировали друг другу с помощью высоких визгов и ворчания.

Технический прорыв и методология

• Большинство исследований вокализации проводились на одиночных животных или парах, но не в реальных групповых условиях.
• Летучие мыши вокализируют только в тесных скоплениях, что делает их идеальными для изучения групповой коммуникации.
• Чтобы точно определить, какая мышь издает звук, команда разработала беспроводные датчики вибрации, которые носили на шее. Это, вместе с одновременной беспроводной записью нейронной активности нескольких мышей, позволило отслеживать спонтанное общение.

Ключевые открытия

• В лобной коре мозга летучих мышей активируются разные наборы нейронов в зависимости от того, какая особь в группе вокализирует.
• Активность нейронов была настолько специфичной, что по мозговой активности слушающих мышей можно было определить, кто именно издал звук.
• Во время вокализации активность мозга всей группы синхронизировалась. Этот эффект не наблюдался при простом проигрывании записей звуков, что указывает на его связь именно с активной коммуникацией.
• Степень синхронизации мозга зависела от того, какая мышь "говорила". Некоторые мыши вызывали более сильную синхронизацию с конкретными особями. Эти межмозговые паттерны сохранялись неделями, вероятно, отражая стабильные социальные связи.

Влияние социального статуса

В отдельном эксперименте с восемью мышами в большом вольере исследователи также отслеживали пространственное положение каждой особи относительно группы.

• Были выявлены "внутрикластерные" мыши (проводили почти все время в тесной группе) и "внекластерные" (проводили больше времени в стороне).
• Когда вокализировали "внутрикластерные" мыши, они вызывали более точное нейронное представление своей идентичности у других мышей и более высокий уровень синхронизации мозга в группе.
• Поведение "внекластерных" мышей меняло их нейронное представление в мозгах сородичей.

Значение исследования

Это первое исследование, которое объединило все аспекты коммуникации (кто говорит, кто слушает и какие между ними отношения) в реальной социальной группе. Понимание нейронных основ того, почему одни особи легко ориентируются в социальных ситуациях, а другие оказываются в изоляции, может иметь важное значение для улучшения психического здоровья человека.

Как отмечает старший автор Майкл Ярцев, мозг эволюционировал для работы со сложностью реальной жизни, и чтобы по-настоящему его понять, нужно принимать эту сложность, а не бояться ее.