Группе исследователей, работающих в Китайской академии наук, удалось нанести на карту нейронный путь, который задействован, когда мышь видит что-то пугающее. В своей статье, опубликованной в журнале Science, команда описывает, как они использовали оптогенетические методы, чтобы стимулировать части мозга для отслеживания каждого шага в сети, пока они не смогли отобразить все на карте.
Рефлекс борьбы или бегства характерен для многих животных, включая людей, и считается, что он позволил многим видам выжить. Но, несмотря на его важность, ученые не достигли большого успеха в выяснении того, какие части человеческого мозга задействованы и в каком порядке. Чтобы узнать больше, исследователи с помощью этого нового усилия просверлили отверстие в черепе подопытных мышей и разместили над разрезом маломощный лазер, что позволило направить свет непосредственно на определенные клетки мозга. Затем клетки мозга в определенных частях мозга были генетически модифицированы, чтобы реагировать на свет.
Команда начала с клеток сетчатки, которые ранее были идентифицированы как реагирующие на надвигающийся объект – оттуда сообщения попадают в миндалевидную железу, часть мозга, отвечающую за обработку эмоций и принятие решений. Задача команды заключалась в том, чтобы найти точный маршрут, по которому нейронные сообщения попали туда. Чтобы найти его, они использовали лазер для стимуляции частей мозга, которые, как предполагалось, являются вероятными частями этого пути. Одним из таких узлов в сети является верхний холмик – направление лазера на него приводило к зависанию мыши на месте, что является одним из способов ее реакции при обнаружении угрозы. При более глубоком изучении они обнаружили, что кальций-связывающий белок, называемый парвальбумин, вызывает возбуждение нейронов верхних колликулусов. Чтобы проверить, на правильном ли они пути, команда воспроизвела видео, на котором волейбольный мяч быстро движется к экрану перед мышами, чтобы активировать рефлекс борьбы или бегства – записи мозга показали, что их подозрения верны. Затем команда использовала ту же технику, чтобы прыгать из области в область мозга, пока не добралась до миндалины, и в процессе создала карту, показывающую весь путь.
Команда отмечает, что их результаты удивительны из-за большого количества узлов, которые проходят в сети – здравый смысл подсказывает, что кратчайший путь позволит получить самый быстрый ответ. Они предполагают, что при прохождении через сеть нейронные сообщения могут быть отфильтрованы, так что ответ активируется только при наличии реальной угрозы.