Пища или секс? Исследование на плодовых мушках проливает свет на принятие решений

Исследователи из Бирмингемского университета, изучавшие поведенческий конфликт у плодовых мушек, пришли к выводу, что особи, лишённые и пищи, и партнёра, с большой вероятностью будут отдавать приоритет еде.

Новое исследование, опубликованное в Current Biology, определило точные нейронные импульсы, возникающие в мозге мушек при принятии критического выбора между кормлением и спариванием.

Плодовые мушки, или Drosophila, часто используются в нейробиологических исследованиях, которые могут дать представление о поведении более сложного мозга. Это связано с тем, что Drosophila демонстрируют сложное поведение, такое как память и обучение, но оно контролируется относительно простым мозгом, содержащим всего около 100 000 нейронов. Для сравнения, человеческий мозг содержит около 86 миллиардов нейронов.

В исследовании самцов мушек держали вдали как от пищи, так и от самок, а затем предлагали им выбор. Команда обнаружила, что у голодных мушек спаривание постоянно подавлялось потребностью в еде, причём поведенческий переломный момент наступал примерно после 15 часов голодания. После того как мушки насыщались, их внимание переключалось на ухаживание — иногда в течение всего нескольких секунд.

Затем команда использовала генетические инструменты для маркировки нейронов в мозге флуоресцентными метками, а также для включения или выключения небольших групп нейронов, чтобы проверить влияние на поведение. В сотрудничестве с лабораторией профессора Скотта Уодделла из Оксфордского университета исследователи применили метод двухфотонной кальциевой визуализации для наблюдения за нейронами в мозге живых мушек. Это позволило им определить активированные нейроны в момент принятия мушками решения о приоритете.

«Нейроны, которые говорят мушке идти есть или идти спариваться, по сути, конкурируют друг с другом, — объясняет доктор Каролина Резавал. — Если потребность в еде наиболее актуальна, нейроны, отвечающие за питание, возьмут верх; если угроза голода меньше, то победит стремление к размножению».

Исследователи также обнаружили, что поведенческий выбор не является абсолютно фиксированным и зависит от контекста. Например, хотя при нехватке энергии приоритет отдавался питанию, это решение могло измениться в зависимости от качества пищи: мушки отвергали плохую еду и выбирали спаривание, даже будучи голодными.

Изучая общие механизмы работы мозга, исследователи в конечном итоге смогут лучше понять, как функционируют более сложные мозги и что происходит при их нарушениях в таких состояниях, как зависимость, болезнь Паркинсона или Альцгеймера, которые, как известно, влияют на процессы принятия решений в мозге.