Kai kurie gyvūnai bendrauja, skleidžia skirtingus garso modelius, kurie aiškiai perteikia jų ketinimus potencialiems draugams. Šie garsai paprastai sukuriami atliekant raumenų judesius, kuriuos savo ruožtu planuoja ir valdo nervinės grandinės.
Vaisinės muselės (Drosophila) yra tarp daugelio vabzdžių, skleidžiančių šiuos unikalius garsus, dar vadinamus piršlybų dainomis. Jų piršlybų dainas sukuria būdingos sparnų vibracijos, kurios atitinka tam tikrus modelius.
Vaisinių muselių patinai sukuria dvi pagrindines piršlybų dainų rūšis: „pulsą“ ir „sinusą“. Šios dvi dainos perteikia skirtingą žinią musių patelėms ir daro įtaką jų reakcijai į patinų piršlybą.
Ankstesni tyrimai atskleidė unikalius sparnų judesius, pagrindžiančius pulso ir sinuso piršlybų dainas Drosofiloje, ir tai rodo, kad šiuos judesius sukelia sparnų valdymo raumenys. Pulso giesmės metu veikia musės sparnų valdymo raumenys, o sinuso giesmės metu dalis jų tampa neaktyvūs.
Nors ankstesni tyrimai atskleidė raumenis, susijusius su Drosophila piršlybų dainų kūrimu, nerviniai procesai, atsakingi už šių raumenų valdymą, tebėra menkai suprantami. Geresnis šių procesų supratimas galėtų atskleisti sudėtingus mechanizmus, leidžiančius vabzdžiams ir kitiems gyvūnams prisitaikyti prie besikeičiančios aplinkos.
Howardo Hugheso medicinos instituto mokslininkai neseniai atliko tyrimą, kuriame ištyrė neuronines grandines, susijusias su skirtingų Drosophila piršlybų dainų kūrimu.
Jų išvados, paskelbtos m Gamtos neuromokslairodo, kad greitą motorinių veiksmų perjungimą, kuris galiausiai sukuria pulso ir sinuso dainas, lemia koordinuota priešmotorinių grandinių veikla (ty neuroninės grandinės, atsakingos už specifinių raumenų aktyvavimo modelių generavimą, kad būtų sukurti specifiniai judesiai).
„Siekėme suprasti, kaip nervinės grandinės valdo tuos pačius raumenis, kad sukurtų skirtingus motorinius veiksmus“, – „Medical Xpress“ sakė pirmasis tyrimo autorius Hiroshi M. Shiozaki.
„Per piršlybas musių patinai naudoja sparnų virpesius, kad sukurtų dvi skirtingas dainas, kad pritrauktų pateles. Buvo plačiai manoma, taip pat ir mes, kad šias dvi dainas generuoja atskiros neuronų populiacijos premotorinėje grandinėje, tačiau ši hipotezė nebuvo patikrinta. “.
Norėdami patikrinti šią hipotezę, Shiozaki ir jo kolegos užfiksavo kalcio signalus suaugusių musių ventraliniame nervų smegenyse (ty nugaros smegenų vabzdžių atitikmenyje), kai jos skleisdavo draugystės garsus. Tai leido jiems nustatyti, kokios neuronų populiacijos buvo aktyvios pulso ir sinuso dainų metu.
„Siekdami ištirti dainų kūrimo mechanizmus, sukūrėme naują metodą, kaip įrašyti dainuojančių musių nervinį aktyvumą“, – paaiškino Shiozaki. „Mes atlikome smegenų ir ventralinio nervo laido specifinių neuronų vaizdavimą kalciu, o musės keitė dvi dainas.
Tyrėjai išsiaiškino, kad viena musių ventralinio nervo laido neuronų populiacija buvo aktyvi kuriant pulso ir sinuso dainas. Tačiau pulsinių dainų metu suaktyvėjo ir papildomi neuronai, todėl įsitraukė platesnė neuronų populiacija.
„Priešingai nei mes manome, mes nustatėme, kad įdėtų nervų populiacijų aktyvinimas, o ne atskiros, skatina skirtingas piršlybų dainas“, – sakė Shiozaki. „Šis atradimas rodo, kad motorinė sistema generuoja įvairius veiksmus, kombinuodama premotorinius tinklus.”
Šis neseniai atliktas Shiozaki ir jo kolegų tyrimas atskleidė naujų įžvalgų apie skirtingų piršlybų dainų generavimo musėse nervinius pagrindus. Jų rezultatai galėtų sudaryti sąlygas tolesniems tyrimams, tiriant įdėtus priešmotorinių grandinių aktyvumo modelius, kuriuos jie atskleidė, arba tiriant neuronines grandines, skatinančias kitų rūšių elgseną.
„Būsimuose tyrimuose planuojame ištirti, kaip dainų grandinė išsivystė, kad būtų sukurtos konkrečioms rūšims būdingos dainos“, – pridūrė Shiozaki. „Naudodami šią stebimo modelio sistemą, mes siekiame atrasti bendruosius grandinės evoliucijos principus, kuriais grindžiamas sudėtingas elgesys.”