Зеркало понимания: мыши демонстрируют проблески самопознания

краткое содержание: Мыши демонстрируют похожее поведение самопознания, когда видят свое отражение в зеркале. Такое поведение проявляется при определенных условиях: знакомстве с зеркалами, социализации с похожими на вид мышами и видимыми отметинами на их шерсти.

Исследование также идентифицирует подмножество нейронов в гиппокампе, которые необходимы для поведения, подобного самопознанию. Эти результаты дают ценную информацию о нейронных механизмах, лежащих в основе самопознания, ранее неясного аспекта нейроповеденческих исследований.

Ключевые факты:

1. Условное самопризнание: Мыши проявляли повышенное ухаживающее поведение в ответ на видимые пятна белых чернил на их шерсти, когда они смотрели в зеркало, но только тогда, когда они были знакомы с зеркалами и общались с похожими на вид мышами.
2. Выявлены нервные механизмы: Было обнаружено, что определенная популяция нейронов в вентральном гиппокампе является неотъемлемой частью этого поведения, подобного самопознанию, индуцируемому зеркалом.
3. Социальные и сенсорные влияния: Исследование подчеркивает важность социального опыта и сенсорных сигналов в развитии способностей к самопознанию, расширяя наше понимание того, как эти факторы способствуют развитию нейронов.

источник: Клеточные прессы

Исследователи сообщают 5 декабря в журнале нервные клетки Мыши демонстрируют поведение, напоминающее самопознание, когда видят себя в зеркале. Когда исследователи пометили лоб мышей с черной шерстью пятном белых чернил, мыши проводили больше времени, чистя голову перед зеркалом, пытаясь смыть чернильное пятно.

Однако мыши демонстрировали такое поведение, похожее на самопознание, только в том случае, если они уже привыкли к зеркалам, если они общались с другими мышами, похожими на них, и если чернильное пятно было относительно большим.

Команда определила подмножество нейронов в гиппокампе, которые участвуют в развитии и хранении этого визуального образа себя, что дает первое представление о нейронных механизмах, лежащих в основе самопознания, что раньше было черным ящиком в нейроповеденческих исследованиях.

«Чтобы сформировать эпизодическую память, например, на события нашей повседневной жизни, мозг формирует и хранит информацию о том, где, что, когда и кто, важнейшим элементом которой является субъективная или государственная информация», — говорит нейробиолог и ведущий автор Такаши. . Китамура из Юго-западного медицинского центра Техасского университета.

«Исследователи обычно изучают, как мозг кодирует или распознает других, но аспект самоинформации менее ясен».

Исследователи использовали зеркальный тест, чтобы проверить, смогут ли мыши обнаружить изменение в своей внешности, в данном случае — чернильное пятно на лбу. Поскольку чернила также обеспечивают тактильный стимул, исследователи протестировали мышей с черной шерстью с использованием черных и белых чернил.

Хотя зеркальный тест изначально был разработан для проверки сознания у разных видов, авторы отмечают, что их эксперименты показывают только то, что мыши могут обнаруживать изменения в своей внешности, но это не обязательно означает, что они «самосознательны».

Они обнаружили, что мыши действительно могут замечать изменения в своей внешности, но только при определенных условиях. Мыши, которые были знакомы с зеркалами, тратили значительно больше времени на чистку головы (но не других частей тела) перед зеркалом, когда их помечали каплями белых чернил длиной 0,6 см.² Или 2 см².

Однако мыши не стали усиленно ухаживать за головой, когда чернила были черными (того же цвета, что и их мех) или когда чернильный след был небольшим (0,2 см).²), даже если чернила были белыми, мыши, которые не были приучены к зеркалам до теста с чернилами, ни при каком сценарии не проявляли повышенного ухода за головой.

«Мышам требовались важные внешние сенсорные сигналы, чтобы пройти зеркальный тест — нам нужно нанести много чернил на их головы, а затем тактильная стимуляция, исходящая от чернил, каким-то образом позволяет животному обнаружить чернила на голове через отражение зеркало», — говорит первый автор Джон Юкос из Юго-западного медицинского центра Техасского университета. «Шимпанзе и люди не нуждаются в дополнительной сенсорной стимуляции».

Используя картирование экспрессии генов, исследователи идентифицировали подмножество нейронов в вентральной части гиппокампа, которые активировались, когда мыши «узнавали» себя в зеркале. Когда исследователи выборочно сделали эти нейроны нефункциональными, мыши больше не проявляли поведения, вызванного зеркалом и чернилами.

Подмножество этих аутореактивных нейронов также активировалось, когда мыши наблюдали за другими мышами той же породы (и, следовательно, с похожим внешним видом и цветом шерсти), но не когда они наблюдали мышей другой породы с белой шерстью.

Поскольку предыдущие исследования на шимпанзе показали, что для самопознания в зеркале необходим социальный опыт, исследователи также протестировали мышей, которые были социально изолированы после отлучения от груди. Эти социально изолированные мыши не проявляли повышенного поведения по уходу за головой во время теста с чернилами, а также мыши с черной шерстью, выросшие рядом с мышами с белой шерстью.

Анализ экспрессии генов также показал, что у социально изолированных мышей не развивалась нейронная активность вегетативного ответа в гиппокампе, а также у мышей с черной шерстью, выращенных мышами с белой шерстью, что позволяет предположить, что мышам необходим социальный опыт наряду с другим подобным опытом. — Исследование мышей с целью развития нейронных цепей, необходимых для самопознания.

«Подмножество этих самореагирующих нейронов также реактивировалось, когда мы подвергали мышей воздействию других особей того же штамма», — говорит Китамура.

«Это согласуется с предыдущей литературой о людях, которая показала, что некоторые клетки гиппокампа активны не только когда человек смотрит на себя, но и когда он смотрит на знакомых людей, таких как родитель».

Далее исследователи планируют попытаться разделить важность визуальных и тактильных стимулов, чтобы проверить, способны ли мыши распознавать изменения в своем отражении в отсутствие тактильных стимулов — возможно, используя технику, аналогичную фильтрам, которые можно найти в приложениях для социальных сетей, которые позволяют люди делают себе щенячьи мордочки или кроличьи уши.

Они также планируют изучить другие области мозга, которые могут участвовать в самопознании, и выяснить, как разные области передают и интегрируют информацию.

«Теперь, когда у нас есть эта модель мыши, мы можем контролировать или отслеживать нейронную активность, чтобы всесторонне исследовать механизмы нейронных цепей, лежащие в основе того, как у мышей индуцируется поведение, подобное самопознанию», — говорит Юкос.

Финансирование: Это исследование было поддержано Программой обеспеченных ученых, Фондом исследований мозга и поведения, Фондом наук о жизни Дайити Санкё и Мемориальным фондом О’Хара.

О новостях нейробиологических исследований

автор: Кристофер Бенке
источник: Клеточные прессы
коммуникация: Кристофер Бенке — Пресс-секретарь
картина: Изображение предоставлено Neuroscience News.

Исходный поиск: Открытый доступ.
«Визуально-тактильная интеграция способствует самостоятельному поведению, индуцированному зеркалом, за счет активации популяций нейронов гиппокампа у крыс.«Такаши Китамура и др. нервные клетки

Резюме

Визуально-тактильная интеграция способствует самостоятельному поведению, индуцированному зеркалом, за счет активации популяций нейронов гиппокампа у крыс.

Основные моменты

• Визуально-тактильные стимулы способствуют индуцированному зеркалом самостоятельному поведению (MSB) у мышей
• Социальный опыт с привыканием к одному и тому же напряжению и зеркалу облегчает MSB.
• Подмножество нейронов вентрального гиппокампа CA1 (vCA1) реагирует на себя и вызывает MSB.
• Аутореактивные нейроны vCA1 реагируют на одну и ту же, но не на другую, специфическую нагрузку.

краткое содержание

Запоминание визуальных особенностей себя имеет решающее значение для самопознания. Однако нейронные механизмы развития зрительного образа себя остаются неизвестными из-за ограниченной доступности поведенческих моделей у экспериментальных животных.

Здесь мы демонстрируем индуцированное зеркалом самонаправленное поведение (MSB) у мышей, которое похоже на визуальное самораспознавание. Мыши демонстрировали усиленный уход за собой, направленный на маркер, для удаления чернил с головы, когда возникал непредвиденный случай зрительно-тактильного стимула, вызванный чернилами. MSB требует зеркального привыкания и социального опыта.

Химическое ингибирование дорсальных или вентральных нейронов CA1 (vCA1) гиппокампа ослабляет MSB. В частности, подмножество нейронов vCA1, которые были активированы во время воздействия зеркала, значительно реактивировались во время повторного воздействия зеркала и были необходимы для MSB.

Самореагирующие нейроны vCA1 также реактивировались, когда мышей подвергали воздействию определенного типа того же штамма.

Эти результаты показывают, что визуальное представление о себе может формироваться посредством социального опыта и привыкания к зеркалу и сохраняться в подмножестве нейронов vCA1.