Учёные открыли механизм нейронного кодирования, лежащий в основе поиска пищи у мышей по запаху

от

Группа исследователей под руководством профессора Чжан Юньфэна из Института зоологии Китайской академии наук выяснила, какие нейронные механизмы позволяют мышам определять источники пищи, ориентироваться к ним и начинать потребление.

Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Как животные оценивают пищевые ресурсы по запаху

В естественных условиях животные часто полагаются на запахи, чтобы оценить питательную ценность пищи. Молекулы запаха от источников пищи предоставляют хищникам важную информацию о питательной ценности и вкусовых качествах. Для мышей способность оценивать питательный статус пищи с помощью обонятельных сигналов, вероятно, определяет, начнут ли они питаться. Однако лежащие в основе нейронные механизмы оставались неясными.

Чтобы восполнить этот пробел, исследователи разработали экспериментальную систему, имитирующую естественное хищничество, используя личинок хлопковой совки в качестве добычи для мышей. Независимо от того, были ли мыши голодными или сытыми, все они проявляли значительное предпочтение сытым личинкам по сравнению с голодными. Обонятельная система оказалась незаменимой для этого процесса.

Идентификация химических соединений

С помощью газовой хроматографии – масс-спектрометрии команда точно определила два ключевых химических соединения в поверхностных летучих веществах личинок: линолевую кислоту (ЛК), которая была более распространена у сытых личинок, и (Z)-9-трикозен [(Z)-9-ТК], который концентрировался на поверхности голодных личинок.

Дальнейшие исследования показали, что ЛК привлекала мышей, а (Z)-9-ТК вызывала поведение избегания. Оба ответа зависели от дозы. Дополнительные исследования определили дофаминергический нейронный путь, начинающийся из вентральной тегментальной области (ВТО) и проходящий через медиальный обонятельный бугорок (МОБ), как ключевой узел для регуляции обонятельных предпочтений.

Нейронные механизмы

Эксперименты с фибер-фотометрией in vivo и фармакологические эксперименты показали, что D1- и D2-тип средних шиповатых проекционных нейронов в МОБ специфически реагировали на ЛК и (Z)-9-ТК соответственно.

В частности, передача сигналов через D1-рецепторы опосредовала привлечение к ЛК, в то время как передача сигналов через D2-рецепторы была вовлечена в избегание (Z)-9-ТК. Эти два пути образуют тонко сбалансированную модель по принципу «качелей», которая координирует хищническое поведение мышей по отношению к личинкам.

Это исследование углубляет понимание экологических взаимодействий между видами и предлагает потенциал для разработки стратегий борьбы с вредителями путём воздействия на сохранённые пути обонятельной оценки.

Предоставлено:
Китайская академия наук

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте