Мозг млекопитающих оказался построен по принципу интернета

Исследователи выяснили, что центр удовольствия у мышей организован не по иерархическому принципу "сверху-вниз", как считают многие специалисты, а по принципу разветвленной сети, напоминающей сеть интернет. Работа ученых опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а ее краткое описание приводит портал BBC News.

На сегодняшний день ученые точно не знают, как именно устроено "управление" в мозгу млекопитающих и в том числе человека. Согласно наиболее популярной гипотезе, мозг организован по четкому иерархическому принципу, когда "управляющие" сигналы от нейронов неокортекса - эволюционно молодой структуры - поступают к нейронам более древних областей мозга. Однако в последнее время по мере развития наук о мозге многие специалисты склоняются к точке зрения, что нейроны взаимодействуют не только и не столько по вертикали, сколько и по горизонтали.

Авторы новой работы исследовали организацию центра удовольствия мышей - под этим термином подразумевают несколько структур (главным образом nucleus accumbens), играющих важную роль в получении удовольствия, а также развитии симпатий и агрессии. При помощи специальных красителей ученые могли следить, откуда к тем или иным нейронам поступил сигнал, и куда он от них ушел. В общей сложности исследователи могли проследить до четырех "шагов" (один "шаг" - это связь между двумя отдельными нейронами).

На основании полученных данных авторы построили карту взаимодействия нейронов в центре удовольствия. Оказалось, что оно построено по принципу, напоминающему принцип устройства интернета: каждый нейрон общается со множеством других нейронов, а не только с "начальником" и "подчиненным". Также ученые показали, что траектории путешествий нервных сигналов представляют собой петли: один и тот же сигнал может несколько раз возвращаться к стартовой точке.

Исследователи рассчитывают, что полученные ими результаты, а также задействованная методика эксперимента могут помочь в создании глобальной карты иерархии мозга. Авторы сравнивают такую гипотетическую карту с проектом "Геном человека": знание полной последовательности ДНК человека не позволило специалистам узнать все о биохимии людей, однако оно стало необходимым условием для дальнейшего прогресса. Авторы полагают, что глобальная иерархическая карта займет ту же смысловую нишу.

Насекомые научились узнавать своих пожирателей по дыханию

Ученые выяснили, как тли определяют, что к растению, на котором они живут, приближается млекопитающее, способное случайно съесть насекомых. В статье, опубликованной в журнале Current Biology, исследователи представили доказательства, что определяющим фактором для тлей является дыхание зверей. Коротко о работе пишет Scientific American.

Ученые из университета Хайфы в Ораниме заинтересовались вопросом о том, как тли узнают о появлении млекопитающих, случайно. Специалисты работали с козлами и в определенный момент отдали им для поедания люцерну, на которой обитала гороховая тля Acyrthosiphon pisum. Исследователи заметили, что после того, как козлы приближаются к растению, но еще до того, как начинают его поедать, около 65 процентов насекомых падают с листьев.

Ученые предположили, что A. pisum могут ощущать приближение своих потенциальных пожирателей по трем признакам: падению тени от животного, тряске листьев или же по дыханию зверя. Проверив отдельно каждый из этих трех вариантов, ученые выяснили, что появление тени никак не сказывается на поведении A. pisum, тряска вызывает падение только четверти насекомых, а вот дыхание вызывает массовое оставление тлями листьев.

Чтобы дополнительно проверить полученный результат, а также выяснить, на какие именно "составляющие" дыхания реагируют насекомые, ученые сконструировали аппарат искусственного дыхания. Устройство производило несильные регулярные потоки воздуха, причем исследователи могли регулировать температуру и влажность потока. Когда "дыхание" было сухим, а его температура не отличалась от комнатной, A. pisum никак не реагировали на него. При подогреве и увлажнении потока тли начинали падать с листьев.

Недавно другой коллектив исследователей провел работу, в которой были получены результаты, доказывающие, что насекомые могут ориентироваться и по более специфическим параметрам. Ученые выяснили, что комары вычисляют наиболее подходящих жертв по особым альдегидам, которые содержатся в испускаемом ими запахе.