Обоняние новорожденных мышей способно модулировать социальное поведение взрослых особей

Исследователи из Японии пролили свет на механизмы ольфакторного импринтинга – запечатления запахов в раннем онтогенезе, и его роли в формировании социального поведения у взрослых особей


Феномен импринтинга, открытый австрийским зоологом и зоопсихологом Конрадом Лоренцем, представляет собой специфическую форму обучения – так называемое запечатление, происходящее на ранних этапах постнатального развития и связанное с формированием определенных паттернов поведения. Известный пример – следование новорожденных утят за движущимся объектом, который они увидели в первые часы жизни – будь то мама-утка, человек, либо любой неодушевленный предмет. У рыб семейства лососевых главным ключом при миграции в родные реки служат запахи, которыми рыбы были окружены в мальковом периоде развития. Феномен зрительного импринтинга хорошо изучен, в то время как нейрональные механизмы ольфакторного импринтинга до сих пор остаются предметом дискуссий.

В критические периоды развития чувствительность организма к воздействию факторов окружающей среды наиболее высока, поэтому они способны оказывать выраженное регуляторное воздействие на траектории развития и формирование  сенсорных карт и нейрональных путей в коре мозга, тем самым детерминируя ряд важнейших поведенческих паттернов и физиологических функций. У млекопитающих,  интенсивное воздействие внешних раздражителей на ранних этапах онтогенеза модулирует процессы восприятия и социального поведения во взрослом возрасте. 

Пролить свет на феномен ольфакторного импринтинга удалось ученым из Университета Азабу в Японии, которые изучили, как восприятие определенных обонятельных стимулов новорожденными мышатами влияет на реакцию взрослых особей на эти одоранты. Исследователи обнаружили три молекулы – мембранный белок Semaphorin-7А (Sema7A), синтезируемый в собственной пластинке слизистой оболочки  и чувствительных нейронах обонятельного эпителия, Plexin-C1 (PlxnC1) – рецептор Sema7A, экспрессируемый в дендритах тафтинговых клеток обонятельных клубочков и митральных клеток, и окситоцин – пептидный гормон задней доли гипофиза. Sema7A стимулирует рост аксонов в эмбриональной обонятельной луковице, PlxnC1 участвует в передаче сигналов из обонятельной луковицы в обонятельный центр мозга, а окситоцин играет важную роль в регуляции сокращения гладкой мускулатуры и модуляции социального и материнского поведения.

При восприятии новорожденными мышами новых запахов сигнальная молекула Sema7A взаимодействует с рецептором PlxnC1, уровень экспрессии которого наиболее высок в периоды раннего онтогенеза и быстро снижается по мере взросления. Такое узкое окно экспрессии PlxnC1 и определяет критический период, в который импринтинг и последующее формирование поведенческих паттернов наиболее эффективно. Секреция окситоцина в паравентрикулярном и супраоптическом ядрах гипоталамуса, в свою очередь, обуславливает формирование памяти о запахе.

Как было показано в предыдущих исследованиях, ингибирование действия Sema7A в критический период развития приводит к избеганию взрослыми самцами мышей незнакомых особей, к которым они, как правило, проявляют большой интерес в первые недели постнатального развития.

Можно ли на основе этих данных сделать вывод о механизмах ольфакторного импринтинга у людей? Существует ли у нас критический период развития сенсорных систем, подобный таковому у мышей? Чем определяется доминирующее действие импринтинга над врожденной негативной реакцией на неприятный стимул? Все эти вопросы остаются до сих пор нерешенными.  По мнению авторов, результаты исследования могут указывать на важную роль воздействия сенсорных стимулов на ранних этапах онтогенеза в развитии нейропсихических расстройств, в частности расстройств аутистического спектра и реактивного расстройства привязанности. Стоит отметить, что окситоцин уже широко используется в коррекции симптомов аутизма у взрослых, но, как считают исследователи, его применение наиболее эффективно именно в критические периоды постнатального развития, нежели во взрослом возрасте.

 

Источник: Inoue N. et al. The olfactory critical period is determined by activity-dependent Sema7A/PlxnC1 signaling within glomeruli // Elife

Все новости и обзоры - в нашем канале на «Яндекс.Дзене». Подписывайтесь




Актуальные проблемы

Специализации




Календарь событий:




Вход на сайт