Harvard Tıp Fakültesi nörobiyologlarından oluşan bir ekip, erkek meyve sineklerinin çiftleşme dürtüsüne sahip olduğunu ve yükseliş ve düşüşlerinin beynin bir bölgesindeki dopamin seviyeleri tarafından kontrol edildiğini buldu.

Araştırmacılar, keşfin türler arasındaki motivasyonun doğası hakkında fikir verdiğini söyledi.

Harvard Tıp Fakültesi nörobiyoloji yardımcı doçenti ve çalışmanın eş-kıdemli yazarı Dragana Rogulja, "Hiçbirimiz sineklerle veya onların cinsel davranışlarıyla gerçekten ilgilenmiyoruz" dedi. "Hayvanların bir davranışı gerçekleştirmek veya gerçekleştirmemek için nasıl karar verdiklerini ve yürüttüklerini anlamaya çalışıyoruz."

9 Haziran'da bildirildi NöronBulgular, bir hayvanın içsel durumundaki bir değişikliğin, onu daha önce yapmaya motive ettiği bir şeyi yapmayı bırakmaya nasıl itebildiği hakkında daha fazla bilgi ortaya koyuyor; örneğin iştah açıcı yiyecekler açık kalsa bile beyni, midesinin tok olduğunu belirttiğinde bir kişinin nasıl yemeyi bırakma eğiliminde olduğu gibi. masa.

Boston Çocuk Hastanesi FM Kirby Nörobiyoloji Merkezi'nde HMS nöroloji yardımcı doçenti ve çalışmanın eş-kıdemli yazarı Michael Crickmore, "Beyinlerimiz sürekli olarak birçok farklı yöne çekiliyor" dedi. “Yapabileceğiniz onca şey arasında, içinizdeki ve dış dünyadaki koşullar için en acil ve uygun olan davranışı nasıl seçersiniz?

Crickmore, "Kariyerimin başlarında, bunun nasıl çalıştığına dair gerçek bir mekanik anlayışa ulaşacağımızı düşünmek hayal gibi görünüyordu" dedi. “Fakat şimdiden bulutların dağılmaya başladığını görüyoruz. Beyin devrelerinin büyük ölçüde korunacağına inandığımız bazı temel prensiplerini buluyoruz. Benim için bu gerçekten heyecan verici.”

Çok iyi bir şey

Çalışmanın ilk yazarı, Rogulja laboratuvarında Crickmore'un ortak danışmanlığını yaptığı Quan predoktora üyesi Stephen Zhang, 25 dişi sinekle birlikte şişelere yerleştirilen erkek meyve sineklerinin üç ila dört çiftleşmeden sonra ilgilerini kaybettiğini gözlemleyerek başladı.

Ne değişti? Deneyler sineklerin yorulmadığını ve yeni bir dişi grubu aramadığını gösterdi.

Zhang, sineklerin boşalma soğanlarındaki üreme sıvısının (evrimin önemsediği kısım) her çiftleşmede tükendiğini buldu. Ancak erkek sineklerin üreme organlarının alınması çiftleşme dürtülerini hiç etkilemedi.

Zhang daha sonra bir grup erkeğin normal şekilde çiftleşmesine izin verdi, ancak ikinci bir grubu üreme sıvısını dişilere aktarmadan önce çiftleşmenin ortasında durdurdu. İkinci grubun boşalma soğanları dolu kalmasına rağmen her iki grupta da çiftleşme dürtüsünde bir düşüş yaşandı.

Rogulja, "Bu bize, çiftleşmenin başlangıcında beyne çiftleşme dürtüsünü azaltma talimatı veren ve kalan sıvı miktarı için bir vekil görevi görebilecek bir sinyal gönderildiğini söyledi" dedi.

Binlerce test yaptıktan sonra ekip, bu aşağı düzenlemenin belirli aktivitedeki değişikliklerden kaynaklandığını buldu. dopamin üreten nöronlar.

Yakınsama noktası

Meyve sinekleri çekici bir model sistemdi çünkü onların minik beyinlerinde insan beyninin 135,000 milyarına kıyasla yalnızca 85 nöron bulunuyordu. Araştırmacılar çiftleşme dürtüsünü kısmen araştırmayı seçtiler çünkü bu sineklerde cinsel açıdan dimorfik bir davranıştı; bu da ekibin araştırmasını erkekler ve dişiler arasında farklılık gösteren 3,000 nörona kadar daraltabileceği anlamına geliyordu.

Zhang, bunlardan sadece birkaçı dopamin üreten nöronların aktivitesinin sineklerin çiftleşme dürtüsüne karşılık geldiğini tespit edebildi. Ekip, nöronların ne kadar meşgul veya cansız olduğuna bağlı olarak bir sineğin kaç kez çiftleştiğini doğru bir şekilde tahmin edebildi.

Rogulja, "Sineğin doyumun hangi aşamasında olduğunu görebiliyordunuz" dedi.

Araştırmacılar, dopaminin, dişi sineğin görüntü, ses, koku ve tatlarının birleştiği yer olan P1 nöronları üzerinde etkili olduğunu buldu. P1 nöronlarının aktivasyonunun kur yapma davranışını tetiklediği biliniyordu.

Ekip, erkek sineğin P1'e çok fazla dopamin salması durumunda kur yapmaya karar verdiğini, ancak P1'e dopamin çıkışı düşükse dişi sineğin duyusal girdi almadığını gördü. sinekler ilgisini çekebilirdi.

Bir erkeğin beynindeki yüksek dopamin seviyelerinin, bir dişi hakkındaki duyusal bilginin P1 nöronlarını aktive etmesine ve kur yapma davranışını başlatmasına izin verdiği ortaya çıktı. Birkaç çiftleşmeden sonra dopamin seviyeleridüştü ve aynı duyusal bilgi P1'i etkinleştiremedi.

Crickmore, "Motivasyonları azaltmanın genel bir yolunu gördüğümüzü düşünüyoruz" dedi. "Eğer bir erkeğin bir dişiye kur yapmamasını sağlamaya çalışıyorsanız, dişiden duyusal sinyaller alma yeteneğini engelleyebilirsiniz, ancak o zaman erkek orada başka bir sinek olduğunu anlayamayabilir veya onu karıştırabilir. Erkek. Kur yapmayı önlemek için motor işlevleri engelleyebilirsiniz, ancak bu durumda erkek diğer davranışları yerine getirmede sorun yaşayabilir."

Rogulja şunu ekledi: "Tüm bu bilgilerin amaca yönelik motor çıkışına dönüştürülme şeklini değiştirmeyi tercih edersiniz. Bu şekilde beyinde farklı davranışlar için paralel süreçlere sahip olabilirsiniz."

Araştırmacılar bulgularını hızlı bir şekilde motivasyonun nörolojik düzeyde nasıl çalıştığına dair bir teoriye dönüştürebildiklerini vurguluyor çünkü dopaminin davranış üzerindeki etkileri ve P1'de neler olup bittiği hakkında zaten çok fazla şey biliniyordu.

Rogulja, "Bu sadece Stephen'ın dopaminerjik nöronların doğrudan kur yapma komut nöronlarıyla iletişim kurduğunu gösteren bir şema çizmesi değil" dedi. "Önemli olan, korunması muhtemel olan ve davranışların nasıl motive edildiğini anlamamıza yardımcı olan bir prensibi ortaya çıkarmamızdır."