Окситоцин помогает самкам мышей искать детенышей

Окситоцин играет важную роль в управлении такими процессами, как роды и забота о потомстве. Исследование, опубликованное в Nature, демонстрирует, как детские крики влияют на физиологические изменения в организме матери. Звуки писка детенышей вызывали выделение окситоцина в нейронах мыши-матери и стимулировали поведение, направленное на поиск детеныша.

Ученые наблюдали за активностью окситоциновых нейронов в паравентрикулярном ядре гипоталамуса самок мышей, у которых есть детеныши. Для этого они использовали мышей, у которых в мембранах окситоциновых нейронов экспрессировался каналородопсин 2 (ChR2), реагирующий на свет (их обозначили как ChR2⁺(OT⁺) нейроны). Активацию нейронов детектировали, измеряя флуоресценцию кальциевого сенсора GCaMP6s с помощью волоконной фотометрии (оптогенетический метод). ChR2⁺(OT⁺) нейроны сравнивали с другими популяциями нейронов в паравентрикулярном ядре гипоталамуса, не экспрессирующими каналородопсин и окситоцин (ChR2⁻(OT⁻) нейроны) и не реагирующими на воздействие светом.

Самкам мышей включали запись писка детенышей, чередуя проигрывание записи в течение одной секунды с секундными паузами. В общей сложности это занимало 30–40 секунд. После воспроизведения записи в нейронах ChR2⁺(OT⁺) наблюдалась повышенная активность, в отличие от нейронов ChR2⁻(OT⁻), однако во время воспроизведения изменений не наблюдалось.

При этом реакция окситоциновых нейронов была специфична для звуков, издаваемых детенышами, и не возникала в ответ на звуки взрослых животных или искусственно созданные звуки, имитирующие писк детенышей. Окситоциновые нейроны активировались в ответ на писк детенышей только у родивших самок, в то время как нейроны мышей, у которых еще не было детенышей, не проявляли никакой реакции.

Авторы отследили, с какими участками мозга образуют контакты окситоциновые нейроны после проигрывания писка детенышей. Они провели картирование с помощью вируса бешенства, кодирующего флуоресцентный белок, и детектировали плотное окрашивание в заднем интраламинарном ядре таламуса (PIL). Это ядро является частью слухового пути и вовлечено в материнское и социальное поведение. Также ученые установили, что в PIL поступали синаптические сигналы из нижнего двухолмия (преимущественно) и слуховой коры.

Более подробное изучение показало, что нейроны PIL активируются в ответ на писк детенышей, причем реагируют на него специфично — имитация писка на тех же частотах вызывала только кратковременную (до 50 мс) активацию. В ответ на записи писка мышат активация PIL была более продолжительной (1 с или более), а сигнал по уже картированным связям передавался в окситоциновые нейроны PVN.

Чтобы детальнее охарактеризовать роль PIL в регуляции материнского поведения, ученые экспрессировали в его нейронах ингибиторный рецептор hM4Di. Блокирование активности PIL лигандом этого рецептора приводило к тому, что мышам требовалось больше времени, чтобы найти источник писка детеныша. У этих особей со временем снижалась способность поиска детенышей. Мышам в контрольной группе, которым вместо лиганда вводили физраствор, требовалось меньше времени, чтобы найти детеныша, издающего писк, чем источник писка в виде проигрывающего устройства — последнее может объясняться дополнительными сенсорными сигналами, которые способствовали поиску детеныша. Этот опыт показал, что передача сигнала через PIL в паравентрикулярное ядро, где образуется окситоцин, важна для способности матери искать детеныша по писку.

Кроме того, исследователи обнаружили, что писк мышат вызывает выброс окситоцина в вентральной области покрышки, отвечающей за поиск детенышей и материнскую мотивацию.

Такие результаты демонстируют, что звуки, издаваемые детенышами, способствуют передаче сигналов из слуховой коры и нижнего двухолмия через заднее интраламинарное ядро таламуса в паравентрикулярное ядро гипоталамуса, где выделяется окситоцин. Кроме того, возбуждение паравентрикулярного ядра гипоталамуса приводит к высвобождению окситоцина в нижележащих структурах, отвечающих за поиск детенышей, таких как вентральная область покрышки.

Желтобрюхим полевкам не нужен окситоцин для формирования привязанностей