Когда пушистые млекопитающие чувствуют что-то на спине, они начинают «трястись, как мокрые собаки». Если вы когда-либо попадали под брызги после того, как собака вылезала из водоёма, то наверняка ощущали эффективность этого механизма на себе. Все мы видели это, но до сих пор механизмы, управляющие этим поведением, оставались для человека загадкой.
И хотя наблюдать за забавными выражениями морд собак во время тряски весело, это поведение имеет важное значение: оно помогает им избавляться от раздражающих и потенциально вредных веществ на теле. Понимание того, как это происходит, может объяснить, почему данное поведение сохранилось у множества других пушистых млекопитающих в ходе эволюции.
Мыши также демонстрируют подобное поведение, и поэтому группа ученых использовала их в качестве модели для изучения нейробиологических основ этого рефлекса. Их исследования выявили наличие особого типа механорецепторов, чувствительных к легкому прикосновению, которые регулируют это эволюционно закрепленное поведение. Оно связано с белком Piezo2 и механорецепторами низкого порога, или C-LTMR.
Вызвать «трясучку» у мыши можно, капнув на её спину масло, но для того чтобы выяснить механизмы, лежащие в основе этого поведения, команде пришлось применить более технический подход. Один из методов включал использование оптогенетики, которая позволяет управлять отдельными нейронами с помощью света. Благодаря этому ученые смогли вызвать у мышей «трясучку», даже не капая маслом на их спины. Они также применили абляцию, то есть удаление или отключение нейронов — и когда команда удалила C-LTMR, мыши стали трястись гораздо меньше.
Основная роль C-LTMR заключается в иннервации волосяных фолликулов подшерстка у пушистых млекопитающих, и они связаны с ощущением приятного тактильного контакта (например, когда животным нравится, когда их гладят). Эти же механорецепторы играют функциональную роль, когда на спину животного попадает что-то липкое, посылая сигнал нейронам спинного парабрахиального ядра, которые затем передают сообщение в мозговой ствол.
Мы знаем это благодаря тому, что, когда команда заблокировала синапсы нейронов спинного парабрахиального ядра, мыши перестали реагировать «трясучкой» как на оптогенетическое воздействие, так и на физические капли масла. Такой же эффект наблюдался, когда исследователи блокировали возбуждающие нейроны в той части мозгового ствола, которая принимает сигналы от спинного парабрахиального ядра.
И хотя у людей нет густого меха, вероятно, именно эта нейробиологическая цепь отвечает за нашу «ахиллесову пяту» – щекотку.
«Когда C-LTMR были впервые выявлены у кошек, ученый Ингве Зоттерман/Yngve Zotterman (опубликовано в 1939 году) обнаружил, что C-LTMR продолжают реагировать/активироваться после прекращения стимула (поглаживания волосяного покрова кошки), в то время как многие другие сенсорные нейроны перестают активироваться, когда стимул прекращается, — говорит первый автор исследования Давэй Чжан (Dawei Zhang) из Программы по нейробиологии Гарвардского университета. — Это совпадает с ощущением щекотки у людей, которое сохраняется после окончания стимула, и привело его к гипотезе о том, что C-LTMR передают ощущение щекотки.»
«В наших экспериментах мы заметили, что «трясучка» часто сопровождалась поведением, похожим на чесание, у мышей. Когда мы удалили C-LTMR, наряду со снижением «трясучки» также уменьшилось и чесание. Поэтому мы считаем, что C-LTMR могут быть связаны с ощущением щекотки.»
Это захватывающее открытие позволяет по-новому взглянуть на животных, которые «стряхивают» с себя раздражители, в будущем же команда может обратить внимание на тех существ, которые подобного поведения не демонстрирует.
«Было бы интересно исследовать, как эти сложные моторные реакции создаются нервной системой, помимо изучения сенсорного аспекта, — добавил Чжан. — Также было бы любопытно понять, почему некоторые животные не выполняют «трясучку» — связано ли это с различиями в сенсорной, моторной или других частях нервной системы.»
Исследование было опубликовано в журнале Science.
