Исследователи из Университета Рокфеллера (Нью-Йорк, США) обнаружили неожиданное сходство между людьми и плодовыми мушками – дрозофилами. И те, и другие начинают набирать вес и испытывать проблемы со сном, если оказываются в социальной изоляции.
Ученые выяснили, что если поместить дрозофил в отдельные пробирки на неделю, у них изменяется активность нейронов головного мозга и экспрессия определенных генов.
Чем обусловлены эти изменения, выяснить пока не удалось, но авторы исследования считают, что в таких случаях мозг получает сигналы об "определенной степени неуверенности в будущем", и автоматически запускается некий природный механизм, направленный на выживание. Этот механизм побуждает мушек питаться всякий раз, когда им перепадает какая-либо пища, и как можно дольше бодрствовать (и, соответственно, как можно меньше спать).
Сотрудники Университета Рокфеллера считают, что их исследование выявило первую реально работающую биологическую модель физиологической реакции организма на одиночество.
Плодовые мушки (Drosophila melanogaster) были выбраны в качестве объекта исследования неслучайно: их часто используют в качестве "биологической модели" для изучения генетических и в целом биологических процессов, особенно связанных с развитием организмов. Дрозофил легко изучать из-за их размеров, плодовитости и простого генома. Кроме того, продожительность их жизни составляет всего 12 дней, а это значит, что их можно выращивать в больших количествах и наблюдать весь цикл от рождения до смерти, не располагая при этом просторными помещениями и специальным оборудованием.
"Одиночество влечет за собой патологические последствия, которые прослеживаются и у мух, и у человека, – прокомментировал итоги исследования его соавтор, биолог Майкл Янг из Университета Рокфеллера. – Мы обнаружили, что социальная изоляция провоцирует изменения в небольшой группе нейронов, и стали разбираться, за что же эти нейроны отвечают".
По словам ученого, в случае с дрозофилами изменения, вызванные одиночеством, были очень ярко выражены: плодовые мушки стали вдвое больше есть и вдвое меньше спать. Обычно они спят по 16 часов в сутки, разделяя их на полуденный и ночной сон. Но после того, как их изолировали в пробирках, оба этих периода сна стали заметно сокращаться.
Исследователи установили, что изменения происходят в нейронах P2. Когда им удалось "отключить" эти нейроны, у дрозофил восстановился нормальный режим питания и сна. Последующая стимуляция Р2 спровоцировала обратный процесс. "Фактически нам обманным путем удалось заставить организм дрозофилы работать так, словно она уже давно находилась в условиях социальной изоляции", – пояснил соавтор исследования, биолог Ванхэ Ли из Университета Рокфеллера.
Команда ученых пришла к выводу, что нейроны Р2 отвечают за восприятие продолжительности социальной изоляции ("интенсивности одиночества", как выразились сами исследователи), то есть играют роль своеобразного таймера.
Специалисты из Университета Рокфеллера провели ряд дополнительных тестов, чтобы доказать, что переедание у мух не вызвано дефицитом сна, который, в свою очередь, мог быть обусловлен какими-то сторонними факторами. Кроме того, они установили, что дрозофилы, живущие в группах со своими сородичами, даже при целенаправленной стимуляции нейронов Р2 не испытывают проблем со сном и аппетитом.
"Только "идеальный шторм", возникающий в условиях социальной изоляции, которая пробуждает активность нейронов Р2, заставляет мушек переедать и лишает их сна", – подытожил профессор Янг.
