Группа ученых из Бельгии, Германии и Франции под руководством Герита Линневебера (Gerit Linneweber) из Университета Сорбонна исследовала взаимосвязь между поведением плодовых мушек – дрозофил – и строением дорсального кластера нейронов (DCN). Он относится к контуру зрительной системы, который отвечает за ориентацию животного в пространстве и не наследуется генетически. Статья об этом опубликована в журнале Science.
Gerit Arne Linneweber, Maheva Andriatsilavo et al., Science
В зрительной системе мозга дрозофил есть дорсальный кластер нейронов, проекции которых достаточно индивидуальны для каждой мушки. Всего в этой области насчитывают от 22 до 68 нейронов, из которых 11-55 направляют свои аксоны в лобулу, а 6-23 — в медуллу (медулла и лобула также входят в состав зрительной системы мозга мухи). У каждого из насекомых существует межполушарная асимметрия проекций этих клеток, от которой зависит характер поведения мухи в конкретно заданных условиях.
Для изучения взаимосвязи между строением мозга мух и их поведением провели эксперимент, в ходе которого насекомых помещали в специальную установку в виде цилиндра, дно которого было светлым, а на противоположных стенках располагались две черные вертикальные полосы. В таких условиях насекомые обычно перемещаются от одного контрастного объекта к другому, но характер движения каждой мухи оказался индивидуальным. Чтобы оценить перемещение животных количественно, использовали среднее отклонение траектории мушек от прямой линии, соединяющей две черные полоски.
Чтобы изучить зависимость поведения мух от наследственности, ученые сравнили особей из 10 разных чистых линий, внутри которых геном мух практически идентичен. Затем скрестили пару дрозофил, которые перемещались по самой широкой траектории, и пару, которая слабо отклонялась от центральной линии. Оказалось, что полученное потомство перемещалось отлично от своих родителей, что доказало абсолютную независимость строения дорсального кластера нейронов от наследственности.
Также наблюдалась зависимость между асимметрией проекций нейронов каждой особи и характером их движения. Мухи, у которых число нейронов, чьи аксоны идут в медуллу, в каждом полушарии было примерно одинаковым, перемещались равномерно по всему полю. Такое же поведение отмечалось и при полном «отключении» дорсального кластера. А дрозофилы, у которых количество этих нейронов в полушариях было разным, двигались с минимальным отклонением от центральной линии.
Текст: Мария Гоглова
A neurodevelopmental origin of behavioral individuality in the Drosophila visual system by Gerit Arne Linneweber, Maheva Andriatsilavo et al. in Science 06 Mar 2020: Vol. 367, Issue 6482, pp. 1112-1119
DOI: 10.1126/science.aaw7182