החוקרים זיהו מתג עצבי מרכזי השולט אם בעלי חיים בורחים באופן אינסטינקטיבי מאיום או הקפאה במקום. על ידי השוואה בין שני מיני עכבר צבי קשורים זה לזה, הם גילו כי מתג זה מכויל על ידי אבולוציה כדי להתאים לבית הגידול של החיה. מעגל עצבי זה רגיש יתר בעכברים החיים בסביבות צמחיות צפופות, וגורם לבריחה מיידית, אך פחות מגיבים אצל בני דודים בשדה הפתוח, אשר יש סיכוי גבוה יותר להקפיא. בכך חשף צוות המחקר דרך חשובה בה האבולוציה מכוונת את המוח להישרדות.
לברוח או להקפיא?
בטבע, ההישרדות תלויה בבחירה הנכונה של שניה מפוצלת כאשר הסכנה מכה, ומעגלי ההגנה של המוח בנויים בדיוק למשימה זו. עם זאת, מה שנחשב כתגובה "הנכונה" תלוי בנוף: ביער עמוס, טיסה מהירה למברשת יכולה להציל את חייך; על שטח עשב חשוף, מסתתר ללא תנועה קונה זמן. איך האבולוציה פותרת את הפאזל הזה?
במחקר חדש שפורסם ב טֶבַעצוות מחקר בינלאומי מבלגיה וארה"ב חשף מנגנון אלגנטי, שבאמצעות ציוץ הרגישות של רכזת תגובה סכנה במוח, מחויבת התנהגות לכל סביבה מבלי לעצב מחדש את המערכת כולה.
עכברי יער לעומת עכברים בשדה פתוח
כאשר צל של טורף פוטנציאלי מתנשא מעל לראש, עכברי יער (Peromyscus maniculatus) מקף לכיסוי, בעוד שבני דודיהם בשדה הפתוח (Peromyscus polionotus) להקפיא במקום. החוקרים התכוונו לאתר את מתג המוח שמגדיר את אותם אינסטינקטים מנוגדים.
כדי למדוד במדויק את התנהגות הבריחה, הצגנו את שני סוגי העכברים עם גירויים שדמו לטורף אווירי בסביבה מבוקרת. מצאנו כי עכברים בשדה פתוח נדרשים בערך פעמיים מעוצמת הגירוי כדי לעורר בריחה בהשוואה לקרוביהם היער, מה שמצביע על הבדל משמעותי באופן בו הם עיבדו את גירוי האיום. "
פליקס ביייר, סופר ראשוני וחלק מצוות המחקר בהרווארד
מתג במוח
באמצעות הקלטות עצביות מתקדמות עם בדיקות נוירופיקסלים וטכניקות מניפולציה, החוקרים עקבו אחר ההבדלים ההתנהגותיים הללו למרכז פיקוד מרכזי לפעולות בריחה: האפור הגבי של הגבי (DPAG), קבוצת נוירונים עמוק במוח. "הופתענו לגלות שהאבולוציה פעלה באזור מוח מרכזי, במורד הזרם של תפיסה חושית היקפית, מכיוון שאבולוציה תשנה התנהגות, לעתים קרובות נחשב שהדרך הקלה והיעילה ביותר תהיה פשוט לשנות את התשומות החושיות", אומר ביייר.
שני המינים תופסים את האיום המתקרב באופן זהה כפי שמעידים תגובות דומות לאורך המעגל מהעין אל ה- DPAG כאשר בעלי החיים ראו את הגירוי מבלי להגיב אליו. עם זאת, הפעלת ה- DPAG הייתה שונה באופן משמעותי במקרה בו העכברים נמלטו מהאיום.
"המעקב שלנו אחר פעילות עצבית חשף ניגוד מוחלט: בעכברי צבי יער, בריחה מאיום פוטנציאלי בשמיים מופעלת על ידי פקודה 'ריצה' מיידית ב- DPAG, ואילו ה- DPAG של בן דודו בשדה הפתוח אינו שולח פקודות כאלה. ניתן להבין את התגובה, כמי שמגניב את התגובה, כמי שמגניב את התגובה," מתגונן "," מתגובה "," תגובה ". סופר ראשוני משותף ופוסט-דוק לשעבר ב- NERF (חלק מ- IMEC, KU Leuven ו- VIB), ומובילים כעת את הקבוצה שלה בסיסה, איטליה.
יתר על כן, על ידי שימוש בשיטות מתקדמות המאפשרות למדענים להפעיל או להשתיק אזורי מוח ספציפיים, הצוות הדגים קשר סיבתי. מגרה מלאכותי לעצב נוירונים DPAG בעכברי יער גרם להם לברוח אפילו בהיעדר איום. לעומת זאת, שימוש בשיטות כימיות כדי להרטיב את פעילות DPAG העלה את סף הבריחה שלהם, מה שהופך את התנהגותם יותר לדומה לבני דודיהם.
גמישות מובנית
המחקר לא רק שופך אור על האופן בו נשלטים התנהגויות אינסטינקטיביות כמו הקפאה או בריחה, אלא גם מדגישות את הגמישות של האדריכלות הפנימית של המוח, מסבירים מחברי עופרת פרופ 'קארל פארו (IMEC, Ku Leuven, VIB) ופרופ' הופי הוקסטרה (הרווארד).
פארו: "על ידי השוואה בין שני המינים הקשורים אלו חשפנו מתג שמתאזן בין הקפאה לעומת טיסה, ומראה כיצד התנהגות הטבעית של הבחירה המשובחת מבלי לחווט מחדש את החושים."
Hoekstra: "התגלית החדשה שלנו ממחישה עיקרון אבולוציוני בסיסי: מבחר טבעי מציין לעתים קרובות מעגלים עצביים קיימים ולא בונה מסלולים חדשים לחלוטין."
