Исследователи сообщают 5 декабря в журнале Neuron, что мыши демонстрируют поведение, напоминающее самораспознавание, когда они видят себя в зеркале. Когда исследователи отмечали лоб мышей с чёрной шерстью пятном белых чернил, мыши проводили больше времени, ухаживая за своей головой перед зеркалом — предположительно, чтобы попытаться смыть чернильное пятно. Однако мыши демонстрировали такое поведение только в том случае, если они уже привыкли к зеркалам, если они общались с другими мышами, похожими на них, и если чернильное пятно было относительно большим.
Группа определила подмножество нейронов в гиппокампе, которые участвуют в развитии и хранении этого визуального образа себя, давая первое представление о нейронных механизмах, лежащих в основе самораспознавания, что раньше было чёрным ящиком в нейроповеденческих исследованиях.
«Чтобы сформировать эпизодическую память, например, о событиях нашей повседневной жизни, мозг формирует и хранит информацию о том, где, что, когда и кто, и самым важным компонентом является самоинформация или состояние», — говорит нейробиолог и старший автор Такаши Китамура из Юго-западного медицинского центра Техасского университета. «Исследователи обычно изучают, как мозг кодирует или распознает других, но аспект самоинформации неясен».
Исследователи использовали зеркальный тест, чтобы выяснить, могут ли мыши заметить изменение в своей внешности — в данном случае чернильное пятно на лбу. Поскольку чернила также обеспечивали тактильный стимул, исследователи протестировали черношёрстных мышей как чёрными, так и с белыми чернилами. Хотя зеркальный тест изначально был разработан для проверки сознания у разных видов, авторы отмечают, что их эксперименты показывают только то, что мыши могут обнаруживать изменения в своей внешности, но это не обязательно означает, что они «обладают самосознанием».
Они обнаружили, что мыши действительно могут обнаруживать изменения в своей внешности, но только при определенных условиях. Мыши, которые были знакомы с зеркалами, проводили значительно больше времени, ухаживая за своей головой (но не за другими частями тела) перед зеркалом, когда их маркировали каплями белых чернил площадью 0,6 см² или 2 см² . Однако мыши не проявляли усиленного ухода за головой, когда чернила были чёрными (того же цвета, что и их мех) или когда чернильный след был небольшим (0,2 см²), даже если чернила были белыми, а мыши, которые до чернильного теста не были приучены к зеркалам, ни в одном сценарии не демонстрировали повышенного ухода за головой.
«Для прохождения чернильного теста мышам требовались значительные внешние сенсорные подсказки — нам нужно нанести много чернил на их головы, а затем тактильный стимул, исходящий от чернил, каким-то образом позволяет животному обнаружить чернила на их головах через отражение в зеркале», — говорит первый автор Джун Йокосе из Юго-западного медицинского центра Техасского университета. «Шимпанзе и людям никаких дополнительных сенсорных стимулов не требуется».
Используя картирование экспрессии генов, исследователи идентифицировали подмножество нейронов в вентральной части гиппокампа, которые активировались, когда мыши «узнавали» себя в зеркале. Когда исследователи выборочно вывели эти нейроны из строя, мыши больше не проявляли поведения ухода за собой, вызванного зеркалом и чернилами. Подмножество этих самореагирующих нейронов также активировалось, когда мыши наблюдали за другими мышами той же линии (и, следовательно, с похожим внешним видом и цветом шерсти), но не тогда, когда они наблюдали другую линию мышей с белой шерстью.
Поскольку предыдущие исследования на шимпанзе показали, что для самораспознавания в зеркале необходим социальный опыт, исследователи также протестировали мышей, которые были социально изолированы после окончания грудного вскармливания. Эти социально изолированные мыши не проявляли повышенного поведения по уходу за головой во время теста с чернилами, как и мыши с чёрной шерстью, которые выращивались рядом с мышами с белой шерстью. Анализ экспрессии генов также показал, что у социально изолированных мышей не развивалась самореагирующая активность нейронов в гиппокампе, как и у мышей с чёрной шерстью, которых воспитывали мыши с белой шерстью, что позволяет предположить, что мышам необходим социальный опыт рядом с другими мышами схожей внешности, чтобы развить необходимые для самораспознавания нейронные цепи.
«Подмножество этих самореагирующих нейронов также реактивировалось, когда мы давали мышам контактировать с другими особями той же линии», — говорит Китамура. «Это согласуется с имеющейся литературой об экспериментах на людях, где говорится, что некоторые клетки гиппокампа срабатывают не только тогда, когда человек смотрит на себя, но и когда он смотрит на близких людей, например на родителя».
Далее исследователи планируют попытаться разобраться в важности визуальных и тактильных стимулов, чтобы проверить, могут ли мыши распознавать изменения в своём отражении в отсутствие тактильного стимула — возможно, используя технологию, аналогичную фильтрам в приложениях для социальных сетей, которые позволяют людям сделать себе щенячьи мордочки или кроличьи уши. Они также планируют изучить другие области мозга, которые могут участвовать в самораспознавании, и исследовать, как различные области передают и интегрируют информацию.
«Теперь, когда у нас есть эта мышиная модель, мы можем манипулировать нейронной активностью или контролировать её, чтобы всесторонне исследовать механизмы нейронных цепей, лежащие в основе того, как у мышей индуцируется похожее на самораспознавание поведение», — говорит Йокосе.
Это исследование было поддержано Программой Endowed Scholar, Фондом исследований мозга и поведения, Фондом наук о жизни Дайичи Санкё и Мемориальным фондом Уэхара.
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК».
Источник: Cell Press.
Вам также может быть интересно:
