Új eredmények a társas viselkedés idegrendszeri alapjairól

A társas együttműködés rengeteg állatfaj számára központi jelentőségű a túlélés szempontjából, ezért az agykutatásban is fontos helyet kap a társas viselkedés kutatása. Az utóbbi időkben több izgalmas eredményt is közöltek a szociábilitás idegrendszeri alapjairől a terület vezető lapjaiban, a továbbiakban ezeket tekintjük át röviden.

A prolaktinnak az apai gondoskodásban is szerepe van

A társas viselkedés egyik alapvető része az utódgondozás. Az állatvilágban meglehetősen sokféle utódgondozási stratégiát láthatunk, főleg, ha azt is számításba vesszük, hogy akár a peték elhelyezése is a gondoskodás egy formája lehet. Az emlősöknek viszont már nem kell ilyesmivel foglalkozni, hiszen a nőstény egyedek testében kezdi meg fejlődését az utód. Ebben a szakaszban a viselkedés szintjén csak a méh és a benne lévő utód fizikai védelmezésére kell figyelni, a többi fiziológiai úton valósul meg. A születés után azonban a legtöbb emlősnél, így az embernél és a rágcsálóknál is, gondozásra szorul az utód, vagyis a viselkedés szintjén is feltétlen odaadást igényel. Ebben az emlősöknél esősorban az anya vállal szerepet, hiszen ő látja el táplálékkal az utódot. Az apák csak a fajok nagyjából negyedénél vesznek részt a gondozásban. Az eddigi vizsgálatok alapján világossá vált, hogy a nőstény egereknél a prolaktin nevű hormon felszabadulásának fontos szerepe van az anyai gondoskodásban. A prolaktin egyébként a tejelválasztást serkentő hormon, és amennyiben kísérleti úton akadályozzák a felszabadulását patkányokban, azok jóval kisebb figyelmet szentelnek utódaiknak.

A prolaktin elválasztását normálisan a tuberoinfundibuláris dopaminerg sejtek gátolják. Egy kutatócsoport különbségeket mutatott ki ezen dopaminerg sejtek napszaki aktivitási ritmusában az egerek és a patkányok között, ami azért érdekes, mert az egereknél a hímek részt vesznek az utódok gondozásában, míg a patkányoknál nem. A különbség egyébként abban nyilvánult meg, hogy az egereknél ezek az idegsejtek nagyobb variabilitást mutattak az aktivitásukban. A kutatók azt találták, hogy amikor mesterségesen reprodukálták a dopaminerg sejtek egerekre, illetve patkányokra jellemző tüzelési mintázatait egerek és patkányok agyszeleteiben, akkor a patkányokra jellemző aktivitásmintázat tartósan nagy mennyiségű dopamin felszabadulást eredményezett a prolaktint elválasztó idegsejtek közelében. Ezzel szemben az egerekre jellemző aktivitás fluktuáló dopamin-koncentrációt eredményezett, ami egy adott időszakra nézve jelentősen kevesebb dopamint jelent.

A tuberoinfundibuláris dopaminerg pálya.

Ezek mellett a prolaktin által vezényelt jeltáviteli folyamatokra utaló mérőszámok az egereknél konzisztensen magasabbak voltak: több prolaktin a vérben, nagyobb prolaktin-receptor aktiváció a hipotalamusz egyik sejtcsoportjában. A rágcsálóknál ezután egy sor különböző beavatkozással ellenőrizték az eddig felvázolt eredményekből adódó hipotézist: a tuberoinfundibuláris dopaminerg sejtek aktivitása összefügg a vérben mérhető prolaktin mennyiségével és a prolaktin felszabadulásának központi idegrendszeri mutatóival, ami pedig végső soron a hím rágcsálók utódokkal szembeni viselkedését befolyásolja. Az eredmények szerint a prolaktin mennyiségének mesterséges növelésével, történjen az a dopaminerg sejtek gátlása, vagy éppen a prolaktin beadása révén, a hím rágcsálók nagyobb érdeklődést mutattak az utódaik iránt. Ezek alapján kijelenthető, hogy a prolaktin az apai gondoskodásban is fontos szerepet játszik.

Az egerekben a tuberoinfundibuláris sejtek kevesebb dopamint szabadítanak fel, így nagyobb a prolaktin mennyisége, ami fokozza az apai gondoskodást (Forrás: Stagkourakis et al., 2020 – Cell).

Az érintés oxitocint szabadít fel az agyban

A társas viselkedésben fontos szerepe van az oxitocin nevű ingerületátvivőnek is, mely a hipotalamusz paraventrikuláris magjában termelődik. Egy új vizsgálat szerint a patkányoknál a társas interakció egyfajta öngerjesztő folyamatként fokozza a további társas interakcióra való hajlandóságot, méghozzá a paraventrikuláris mag oxitocin felszabadításának fokozása révén.

Egy kutatócsoport három különböző helyzetben vizsgálta a patkányok paraventrikuláris magjában kialakuló aktivitást: szabadon fedeztek fel egy üres ketrecet, egy plexi-fallal két részre osztott ketrecben találkoztak egy fajtárssal, vagy fizikai korlát nélkül találkoztak egy fajtárssal. A paraventrikuláris mag sejtjeinek egy része csak abban az esetben mutatott fokozott aktivitást, amikor a kísérleti állatok fizikai kontaktusba léphettek a fajtársukkal. További elemzések révén az is kiderült, hogy az idegsejtek egy része akkor a legaktívabb, amikor az alanyon átmászik a fajtárs. További vizsgálatok azt is kimutatták, hogy a könnyű altatásban lévő állatok hátának mechanikus ingerlése hasonló választ eredményezett a paraventrikuláris magban, vagyis a sejtek aktivációját a tapintási inger váltja ki.

Az is kiderült, hogy ezek a sejtek a paraventrikuláris mag oxitocint termelő sejtjeivel vannak kapcsolatban, ezeket aktiválják a társas interakció során, fokozva a felszabaduló oxitocin mennyiségét. A sejtek mesterséges ingerlésével szintén megnövekedett a felszabaduló oxitocin mennyisége, ez pedig azt eredményezte, hogy a kísérleti állatok a szokásosnál is többet foglalkoztak a fajtársaikkal. A kutatók úgy gondolják, hogy ennek a jelenségnek például a szoptatásnál is szerepe lehet: a szoptatás során az utóddal kialakuló fizikai kontaktus fokozza a felek igényét a további interakcióra, vagyis elmélyíti az anya és gyermeke kapcsolatát.

A paraventrikuláris magból (PVN) felszabaduló oxitocin egy sor másik agyterület működését befolyásolja (HPC – hippokampusz; CNA – amigdala középső magja; BNST – stria terminalis; VMH – hipotalamusz ventromediális magja; NAc – nucleus accumbens).

Probléma lehet az oxitocin felszabadulásával autizmus esetén

Az oxitocin társas interakciókban betöltött szerepét az autizmus spektrum zavarral kapcsolatos kutatások is alátámasztják. Az autizmus spektrum zavar gyakran jár kommunikációs nehézségekkel és a társas kapcsolatokra való igény lecsökkenésével. Korábbi vizsgálatok alapján már ismert volt, hogy az autizmus spektrum zavar rizikófaktorai között vannak a neuroligin nevű fehérje génjének egyes változatai is. A neuroligin alapvetően az idegsejtek közötti kapcsolatok fenntartásában jut szerephez. Amennyiben egy egyén ennek a fehérjének egy működésképtelen változatával rendelkezik, az akadályozza az oxitocint termelő neuronok kommunikációját, és feltehetőleg ez vezet a társas viselkedés sajátos hiányosságaihoz is.

A kutatók több vizsgálatot is elvégeztek, amelyek eredményei mind arra utaltak, hogy a neuroligin működésképtelen változatát kódoló gént hordozó kísérleti egereknél a társas viselkedés deficitjei mellett az oxitocinon alapuló idegrendszeri folyamatok is zavart szenvednek. Ezek közül kiemelkedő jelentőségűnek mutatkozott a jutalmazó rendszer működésének megváltozása. A hipotalamusz oxitocint termelő sejtjei kapcsolatban vannak a jutalmazó rendszer neuronjaival is, és az oxitocin hiányában ezek a sejtek sem működnek úgy, ahogy az várható lenne. A jutalmazó rendszer miatt van az, hogy a társas interakciót örömtelinek éljük meg és vágyakozunk utána. Ha a jutalmazó rendszer működése nem megfelelő, akkor megeshet, hogy ezek a jelenségek elmaradnak.

A kutatók a felvázolt idegélettani jelenségek hátterében álló molekuláris sejtbiológiai folyamatokat is vizsgálták, melyek alapján sikerült meghatározni egy fehérjét, amivel javítható volt a kísérleti egerekben a jutalmazó rendszer funkcionalitása. Mindez a társas viselkedésben is megnyilvánult, ugyanis a kísérleti állatok hosszabb időt töltöttek a fajtársak társaságának keresésével, mint a beavatkozás előtt. A szakértők természetesen abban bíznak, hogy az új eredmény hozzájárulhat az oxitocin által vezényelt működések helyreállításához.

Összefoglalva tehát az új kutatások arra mutattak rá, hogy a prolaktinnak az apai gondoskodásban is szerepe van, a fajtársak érintése oxitocin felszabadulást vált ki az agyban, ami fokozza az igényt a társaságra, végül pedig, hogy a neuroligin egyes mutációi az oxitocin jutalmazó rendszerre gyakorolt hatása révén csökkentik a társaság vonzerejét.

Ez a cikkem az Élet és Tudomány 2020/42. számában jelent meg.

Források:

https://www.nature.com/articles/s41583-020-0372-5

https://www.nature.com/articles/s41583-020-0368-1

https://www.nature.com/articles/s41583-020-0365-4