После намокания многие пушистые млекопитающие, особенно собаки, стряхивают с себя лишнюю воду. Учёные всё ближе к разгадке нейронного механизма, стоящего за так называемым «встряхиванием мокрой собаки». В исследовании, проведённом командой учёных из Медицинского института Говарда Хьюза при Гарвардской медицинской школе, выяснилось, что это поведение запускается активацией определённых механорецепторов в коже. Результаты исследования опубликованы 7 ноября в журнале Science.
Встряхивание мокрой собаки — это эффективный способ удалить воду с шерсти, а также устранить раздражители, спутанную шерсть и паразитов. Особенно это полезно для участков, таких как шея и спина, которые труднодоступны для животных при вылизывании или уходе за собой. У пушистых млекопитающих существует более 12 типов сенсорных нейронов, каждый из которых выполняет свою функцию, помогая находить и интерпретировать различные ощущения и запускать такие реакции, как встряхивание. Несмотря на то что это поведение довольно распространено среди разных видов, его нейронные механизмы остаются малоизученными.
В новом исследовании команда сосредоточилась на ультрачувствительных рецепторах, называемых низкопороговыми механорецепторами C-волокон (C-LTMRs). Эти рецепторы обвивают волосяные фолликулы и связаны с приятными тактильными ощущениями.
Сначала учёные нанесли на спины и шеи мышей различные стимулы, такие как масло и вода. После этого они наблюдали за реакцией нескольких механочувствительных нейронов. Затем они генетически модифицировали некоторых мышей, удалив у них большую часть C-LTMRs. Устранение этих рецепторов остановило реакцию встряхивания, что указывает на их ключевую роль в контроле ощущения, которое вызывает данное поведение.
Затем исследователи изучили, как сигналы от C-LTMRs передаются через нервную систему мышей. Они отследили этот путь до группы нейронов в спинном мозге. Этот нейронный путь соединяется с парабрахиальным ядром — областью мозга, которая отвечает за обработку боли, прикосновений и температуры. Учёные модифицировали нейроны так, чтобы их можно было включать и выключать с помощью света. Это позволило заблокировать активность спинномозговых нейронов и создать карту пути, по которому сенсорные нейроны передают сигналы.
У модифицированных мышей частота встряхивания сократилась на 58% по сравнению с контрольной группой. Блокировка активности в области мозга, связанной с болью, прикосновениями и температурой, дала схожие результаты. При этом контрольные мыши продолжали царапаться и ухаживать за собой в обычном режиме, что говорит о том, что эта нейронная цепь специфична именно для встряхивания мокрой собаки.
Согласно результатам исследования, C-LTMRs являются основными сенсорными игроками, ответственными за это поведение. В будущем учёные могут изучить, как гиперактивность C-LTMRs влияет на такие состояния, как синдром подёргивания кожи у кошек, когда животные внезапно дёргают кожу и чрезмерно twitch. Эти исследования также могут быть полезны для изучения кожной гиперчувствительности у людей.