Біологія
Біологія

Миші допомогли уточнити механізм приємних дотиків

Американські вчені уточнили молекулярну та нейрональну основу механізму, відповідального за позитивну реакцію на дотики до шкіри. Досліди з мишами показали, що ключову роль у цьому відіграє сполука прокінетицин 2 та її рецептори на Prokr2 нейронах. При блокуванні цих елементів тваринам більше не здавалися приємними погладжування спинки й вони мали складнощі із соціальною взаємодією. Ці знання можуть допомогти краще зрозуміти людські розлади, за яких пацієнти уникають спілкування та фізичних контактів. Відповідну статтю опубліковано в журналі Science.

Миша відвідала камеру, у якій дослідник гладить її пензликом. Benlong Liu et al. / Science, 2022

Миша відвідала камеру, у якій дослідник гладить її пензликом. Benlong Liu et al. / Science, 2022

Що не так із розумінням дотиків?

Характерною особливістю соціальних тварин, до яких належить і людина, є потреба у комунікації. Звісно, значною мірою вона забезпечується візуальними сигналами та вокалізацією, але не менша роль і дотиків. Наприклад, грумінг, що є доглядом за хутром одне одного, сприяє зміцненню соціальних зв'язків, зменшенню напруги й стресу. У людей схожим чином діють обійми та погладжування, сприяючи прив'язаності та приязній поведінці. Але якщо причини та наслідки приємних дотиків більш-менш зрозумілі, то механізм, який стоїть за цим, вивчений недостатньо. Водночас краще розуміння явища може допомогти з лікуванням таких захворювань як розлади аутистичного спектра, при яких люди уникають контактів. Вчені з Медичної школи Університету Вашингтона вирішили детальніше дослідити підґрунтя приємних дотиків.

На кому вивчали приємність дотиків і як це взагалі зробили?

Попередні дослідження на людях показали, що позитивний контекст соціальних дотиків кодують не мієлінізовані нервові волокна спинного мозку, що іннервують волосисту частину шкіри. Оскільки ці волокна позбавлені ізолювальної мієлінової оболонки, то сингал іде по них повільніше, ніж по мієлінізованих, але точно незрозуміло, як саме. У новій роботі науковці зосередилися на одному із типів нейронів цих повільних волокон — Prokr2. Назва говорить про те, що ці нервові клітини містять рецептор до збудливої сполуки прокінетицину 2 (Prok2), відповідальної за відчуття болю за свербежу, але не виключено, що й задоволення від дотиків.

Перевірку гіпотези здійснили на лабораторних мишах, половині з яких генетично заблокували роботу нейронів Prokr2. Відтак тваринам пропонували до відвідування дві камери всередині клітки. В одній з них на мишу чекали легкі приємні погладжування м'яким пензликом, ефект яких можна порівняти із погладжуванням домашніх улюбленців. А при відвідуванні іншої камери нічого не відбувалося. Спостерігаючи за тим, де більше часу хотілося проводити піддослідним, науковці могли з'ясувати, чи мають вплив нейрони Prokr2 на відчуття приємності від дотиків пензликом.

Який вибір зробили миші?

Не модифіковані миші явно віддавали перевагу камерам, де їх погладжували, і чемно сиділи під час процедури. Окрім цього, подібно до людей при погладжуванні, у них сповільнювалося серцебиття та чутливість до болю й знижувався рівень гормонів стресу, що вказує на загальне розслаблення. На противагу їм, миші із заблокованими нейронами Prokr2 не оцінили погладжування, уникали дотиків та не були схильні відвідувати камеру з пензликом частіше за іншу. До того ж у них не помітили суттєвих змін у серцебитті чи чутливості. Із цього вчені зробили висновок, що дефектні нейрони Prokr2 знівелювали приємний ефект погладжувань.

Немодифікованим мишам (зліва) подобається погладжування, тоді як миші із заблокованою активністю Prok2 (справа) уникають контактів. Benlong Liu et al. / Science, 2022

Немодифікованим мишам (зліва) подобається погладжування, тоді як миші із заблокованою активністю Prok2 (справа) уникають контактів. Benlong Liu et al. / Science, 2022

Але якщо досліджувані нейрони справді відіграють важливу роль у позитивній реакції на дотики, то їхня стимуляція навіть без дотиків мала би спричинити її. Тож далі вчені ввели модифікованим мишам білок, який активує клітини Prokr2 під дією світла, і знову запропонували тваринам камери на вибір, але цього разу відмінність була у тому, що в одній із них їх піддавали стимуляції світлом. Цей експеримент підтвердив, що нейрони Prokr2 кодують позитивну реакцію: миші стали віддавати перевагу камері, у якій їхні нейрони піддавали фотостимуляції.

Подальші досліди показали, що миші з порушеною роботою нейронів Prokr2 або заблокованим виробленням самого прокінетицину 2 частіше мають пов'язану зі стресом і тривожністю поведінку та складнощі із соціальною взаємодією. Їх не цікавили нові миші, яких поміщали у клітку, і вони рідше контактували зі своїми сусідами, що особливо проявилося у тварин із заблокованим виробленням прокінетицину 2.

Грумінг здорових мишей. Benlong Liu et al. / Science, 2022

Грумінг здорових мишей. Benlong Liu et al. / Science, 2022

Таким чином дослідники продемонстрували ключову роль сигнального шляху між Prok2 та його рецептором Prokr2. Вони припускають, що мишей із дефіцитом сполуки можна використати як модельні організми в дослідженні наслідків нестачі материнського контакту в дитячому віці та розвитку захворювань аутистичного спектра.


Фото в анонсі: VIQX / YouTube