Мыши в спокойной обстановке предпочитают контактировать с самками, а при угрозе — с самцами

В животном мире взаимодействия с представителями противоположного пола важны для успешного размножения и выживания, а контакты с особями своего пола обеспечивают социальную поддержку и сотрудничество для достижения общих целей. Остается неясным, в какой степени социальные предпочтения определяются внутренними врожденными факторами или условиями внешней среды, а также какие нейронные механизмы участвуют в принятии решений относительно социальных взаимодействий.

Ученые из Китая и США проанализировали взаимодействия самцов и самок мышей в нормальных условиях и в угрожающей ситуации и выяснили, что стресс меняет социосексуальные предпочтения мышей обоих полов: как самки, так и самцы начинают предпочитать самцов.

Сначала ученые оценили, как на взаимодействия между мышами влияет триметилтиазолин (ТМТ) — мощный стрессовый запах, который ассоциирован у грызунов с угрозами выживанию. Ожидаемо в отсутствие ТМТ, то есть в обычном состоянии, самцы мышей предпочитали самок. Однако при воздействии ТМТ время взаимодействия самцов с самками резко сократилось, и самцы стали проводить больше времени друг с другом. Такой же эффект оказывали слуховые и визуальные сигналы, ассоциированные с болью. Интересно, что самки мышей в спокойной обстановке предпочитали взаимодействовать с другими самками, но стрессовые факторы увеличивали время, проводимое с самцами.

Далее ученые исследовали механизмы, лежащие в основе изменения социосексуальных предпочтений при стрессе. Оказалось, что у мышей обоих полов при воздействии ТМТ значительно увеличивается количество активных продуцирующих дофамин нейронов в структуре мозга, именуемой вентральной тегментальной областью (VTA^DA нейроны). Это показало окрашивание на белок c-Fos — маркер нейронов, генерирующих потенциалы действия.

С помощью фотометрической регистрации сигналов Ca²⁺ ученые показали, что возбуждение VTA^DA нейронов действительно связано с изменением социосексуальных предпочтений при стрессе. Хемогенетическая активация этих нейронов как у самок, так и у самцов способствовала предпочтению самцов; их ингибирование блокировало влияние ТМТ на изменение социосексуальных предпочтений у мышей обоих полов.

Анализ активности сигналов Ca²⁺ у самцов мышей в нижележащих структурах мезолимбического дофаминового пути — медиальной преоптической зоне (mPOA) и прилежащем ядре (NAc) — показал, что нейроны mPOA сильнее реагируют на взаимодействия с самцами, и эта реакция еще усиливается в присутствии ТМТ. В то же время нейроны NAc реагируют только на взаимодействие с самками, и их активация значительно подавляется при воздействии ТМТ.

В ходе дальнейших экспериментов ученые пришли к выводу, что именно баланс между путями VTA^DA-mPOA и VTA^DA-NAc определяет половые предпочтения самцов мышей во время социальных взаимодействий: в нормальных условиях активация VTA^DA нейронов преимущественно передается на NAc, способствуя предпочтению самок, а во время стресса — на mPOA, опосредуя выбор контактов с другими самцами.

У самок мышей нейроны mPOA не реагировали на взаимодействия с самцами независимо от того, отсутствовал или присутствовал ТМТ. Однако взаимодействие как с самками, так и с самцами приводило к активации нейронов NAc, которая была более сильной при контакте с особями женского пола. Воздействие ТМТ изменило картину на противоположную. Дело в том, что у нейронов VTA^DA есть два основных режима возбуждения: устойчивое низкочастотное тоническое возбуждение и высокочастотное фазовое возбуждение. При контактах самок мышей с другими самками VTA^DA нейроны активировались быстрее, соответственно, с высокочастотным или фазоподобным потенциалом действия, передаваемым на NAc. Авторы считают, что фазовое возбуждение и определяет предпочтение самок, а восприятие угрозы при воздействии ТМТ приводит к предпочтению самцов через ингибирование фазового возбуждения и облегчение тонического возбуждения VTA^DA нейронов.

Кроме того, передача дофаминового сигнала на NAc может осуществляться через два типа рецепторов: возбуждающий D1R или ингибирующий D2R, который имеет примерно в 10 раз более высокую аффинность связывания с дофамином, чем D1R. Исследование показало, что D1R специфично воспринимают большие флуктуации дофамина, связанные с фазовым возбуждением нейронов и предпочтением самок, в то время как D2R более чувствительны к устойчивому высвобождению дофамина при длительном тоническом возбуждении, определяющем выбор самцов.

Итак, и самцы, и самки мышей предпочитают взаимодействия с другими самками в нормальных условиях, но переключаются на самцов, когда ощущают угрозу. Авторам нового исследования удалось обнаружить конкретную группу нейронов, отвечающую за такое изменение поведения, и описать специфичные для пола механизмы, лежащие в его основе. 

Эмоциональная усталость усыпляет участки мозга и вызывает антисоциальное поведение