Плодовые мушки открывают секрет сна

 


Даже во время тихого часа у мух вы услышите жужжание. Цель сна для мух, равно как и для любых других животных от беспозвоночных до млекопитающих остается загадкой. Ведь дать отдых мышцам можно, просто полежав. Недавние исследования показывают, что сон может играть роль в формировании структур памяти. Опыты на плодовых мушках подтверждают это и даже выявляют некоторые генетические механизмы, которые стоят за этим.

Индрани Ганджули-Фитцджеральд (Indrani Ganguly-Fitzgerald) с коллегами из Института нейрологических исследований (Neurosciences Institute), Сан-Диего, обратились к плодовым мушкам по двум причинам – известно, что они спят, а также размер и структура их крошечного мозга существенно зависит от раннего опыта. Мушки, которых изолировали с самого первого дня рождения, имели меньший по размерам мозг с меньшим количеством синапсов. Известно, что молодым мушкам требуется намного больше сна, чем взрослым. Спустя пять дней прежде изолированные мушки спали уже значительно меньше, чем их собратья из контрольной группы. В течение дня первые выхватывали 15-минутные перерывы, в то время как вторым требовался часовой основательный сон, во время которого они замирали. Такая структура сна сохранялась у мушек довольно продолжительное время. Изолированные мушки спали неизменно мало и вернулись к нормальному продолжительному сну лишь по мере объединения с контрольной группой. Потребность в сне возрастала в прямой пропорции с количеством других взрослых особей, подсаживаемых к экспериментальной группе.

Исследователи планируют обнаружить причину этого явления, которое не связано явно с пространством улья и половой активностью. Также это не связано с общим фоном активности, который у экспериментальной и контрольной группы был одинаков. Но когда исследователи помещали мушек в темноту или «забивали» их чувство обоняния запахом, даже у особей контрольной группы сон становился не таким длительным. А когда лишенные общения мушки присоединялись к контрольной группе во взрослом состоянии, их периоду сна возрастали.

Анализ мозга плодовых мушек показал ученым, что изолированные особи имели на треть меньше нейротрансмиттера допамина. Искусственное увеличение уровня допамина произвело желаемое изменение в характере сна. В дальнейшем, выбивая гены, связанные с формирование мозговых структур памяти, исследователи надеются научиться изменять потребность в сне плодовых мушек. Также ученые смогли выявить обучаемость мушек – самцы отвергли ошибки прошлого в плане характера сна, чтобы ухаживать за самками. Эти самцы спали значительно дольше, чем необученные из экспериментальной группы. В процессе обучения новому поведению мушкам не позволяли спать. «Сон и нейронная активность тесно взаимосвязаны», – отмечают исследователи в статье, опубликованной 22 сентября в журнале Science. Поскольку генетический аппарат человека и плодовой мушки во многом схож, эти исследования сна и эффектов памяти насекомого позволят нам глубже понять самих себя. Нейролог отмечает, что «все известные нам гены, мутация которых вызывает врожденные пороки, более чем на 60 % встречаются и у плодовых мушек».

Дэвид Биелло

Источник: В мире науки