Mužjaci voćnih mušica se obično ne vole. Društveno, oni odbacuju svoje sabraće mužjake i posvećuju pažnju ženkama koje prepoznaju preko hemijskih receptora – ili su tako mislili naučnici.
Novo istraživanje biologa sa Univerziteta Kornel sugeriše da su vizuelni sistem voćne mušice, a ne samo hemijski receptori, duboko uključeni u njihovo društveno ponašanje. Rad baca svetlo na moguće poreklo razlika u ljudskom društvenom ponašanju, poput onih koje se vide kod ljudi sa bipolarnim poremećajem i autizmom.
Rad je objavljen u Current Biology.
Mnoge vrste životinja koriste viziju da regulišu svoje društveno ponašanje, ali osnovni mehanizmi su uglavnom nepoznati. Kod voćnih mušica, smatra se da se vid eksplicitno koristi za detekciju pokreta i praćenje, a ne za regulisanje društvenog ponašanja – ali istraživači su otkrili da to možda nije slučaj.
„U našoj studiji, otkrili smo da je hiperaktivacija vizuelnog sistema prevazišla inhibiciju koju generišu hemijski signali koje emituje mužjak muve da kaže drugom mužjaku: ‘Ok, znaš, ja sam drugi muškarac, nemoj da se zezaš sa mnom“, rekao je viši autor Nilai Japici, docent neurobiologije i ponašanja. „Iznenađujuće, povećanje vizuelnog dobitka u mozgu nekako prevazilazi hemosenzornu inhibiciju, privlačeći muške mušice drugim mužjacima.“
Istraživači su otkrili da je promena signalizacije GABARAP/GABAA receptora u neuronima vizuelne povratne sprege u muškom mozgu uticala na društvene inhibicije muva. Kada je GABARAP oboren u vizuelnom sistemu, mužjaci neočekivano pokazuju pojačano udvaranje prema drugim mužjacima.
Istraživači su otkrili da geni slični onima u ljudskom mozgu kontrolišu vizuelne neurone voćne mušice. Smanjenje GABA signalizacije u ljudskom mozgu povezano je sa karakteristikama socijalnog povlačenja u uslovima kao što su autizam i šizofrenija.
„Naši rezultati nude obećavajući put za istraživanje kako ovi proteini regulišu društveno ponašanje u mozgu sisara i njihov potencijalni doprinos ljudskim psihijatrijskim stanjima“, rekla je vodeći autor Iuta Mabuchi.
Pošto je mozak muve mnogo manji od ljudskog mozga — samo 150.000 neurona — bilo je moguće da istraživači identifikuju vizuelni neuron koji menja ponašanje muve i prate ga do centralnih kola koja regulišu društveno ponašanje muva.
Da bi pronašli gen, istraživači su sproveli RNK ekran u celom genomu, nokautirajući svaki od gena muve u mozgu muve kako bi videli kakav će efekat imati na njeno društveno ponašanje. GABARAP gen se istakao zbog svog iznenađujućeg uticaja na društvene interakcije muškaraca – iako su bile potrebne dve godine mukotrpnog rada pre nego što je Mabuči mogao da identifikuje koji neuroni su potrebni GABARAP-u da reguliše ponašanje muškaraca.
Mabuchi je zatim koristio dvofotonsku mikroskopiju da prati neurone pogođene genom i identifikuje celo kolo. Sve u svemu, rekao je Iapici, Mabučiju je bilo potrebno skoro šest godina „elegantnih eksperimenata“ da otkrije ceo mehanizam.
„Naša laboratorija proučava kako se ponašanje generiše i reguliše u mozgu na nivou gena i kola“, rekao je Iapici. „Uglavnom proučavamo urođena ponašanja muva da bismo istražili kako se životinja rađa sa sposobnošću da izvrši određena ponašanja koja nisu naučena, i pokušavamo da razumemo kako neuronska kola i genetski mehanizmi regulišu ova ponašanja.“
