دانشمندان دسته ای از نورون ها را در مغز موش ها کشف کرده اند که به عنوان کلید خاموش و روشن مغز برای رفتارهای اجتماعی عمل کرده و بر اساس جنسیت و تجربیات زیستی تغییر وضعیت می دهند.
محققان یه دسته متمایز از سلول های مغزی رو توی موش ها کشف کردن که مثل یک کلید خاموش و روشن مغز برای رفتارهای اجتماعیِ خاصِ هر جنسیت عمل می کنه؛ این کلید توی ماده ها برای همیشه روشنه، اما توی نرهای بالغ تا قبل از جفت گیری غیرفعاله. این ویژگیِ کاملا دوتایی (صفر و یکی) مغز، دیدگاه های جدیدی درباره اینکه چطور مراحل زندگی اجتماعی و تولیدمثلی ساختار فیزیکی مغز رو تغییر می دن، در اختیارمون می ذاره. نتایج این تحقیق اخیرا در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده.
بدن موش های نر و ماده تفاوت های فیزیکی واضحی در آناتومی و هورمون ها دارن. زیست شناس ها به این تفاوت های فیزیکی بر پایه جنسیت می گن «دودیسی جنسی». اما توی مغز، این تفاوت های فیزیکی معمولا خیلی کمتر مشخص هستن و دسته بندی شون سخت تره.
بیشتر تفاوت های مغزی بین دو جنس، بیشتر شبیه یه طیف هستن تا اینکه یه ویژگی کلا باشه یا نباشه. مثلا ممکنه یه ناحیه خاص از مغز توی یک جنس کمی بزرگ تر باشه یا اتصالات بیشتری داشته باشه، اما در کل هر دو گروه شباهت های زیادی با هم دارن. تفاوت های واقعا دوتایی توی مغز خیلی کم پیش میان.
کشف کلید خاموش و روشن مغز و تفاوت های جنسیتی
«تامار لیخت» و «دان روکنی» از دانشگاه عبری اورشلیم می خواستن بفهمن آیا تفاوت های قطعی در نحوه عملکرد سلول های مغزی در حالت استراحت وجود داره یا نه. اونا یه تیم تحقیقاتی رو هدایت کردن تا دنبال نورون هایی بگردن که توی یک جنس فعال باشن اما توی جنس دیگه کاملا بی صدا بمونن.
محققان روی منطقه ای به اسم «آمیگدال داخلی» تمرکز کردن. این یه ساختار کوچیک توی اعماق مغزه که به حیوانات کمک می کنه احساسات رو پردازش کنن، سیگنال های اجتماعی رو بفهمن و رفتارهای تولیدمثلی رو مدیریت کنن. این بخش مثل یه مرکز اصلی برای ترکیب بوها و بقیه نشانه های حسی محیط عمل می کنه و به حیوان اجازه می ده واکنش مناسبی به رقبا یا جفت های احتمالی نشون بده و در واقع بخشی از کلید خاموش و روشن مغز برای رفتارهای اجتماعی است.
برای اینکه بفهمن کدوم سلول ها فعال هستن، تیم تحقیق ژن های خاصی رو ردیابی کرد که بلافاصله بعد از فعالیت یه نورون روشن می شن. این ژن ها مثل یه تابلوی راهنمای ژنتیکی عمل می کنن که نشون می ده یه سلول اخیرا با سلول های دیگه ارتباط برقرار کرده. زیست شناس ها اغلب از این ژن ها برای نقشه برداری از بخش هایی از مغز که حین یه فعالیت رفتاری خاص در حال کار هستن، استفاده می کنن.
دانشمندها از یه ابزار ردیابی ژنتیکی استفاده کردن تا نورون های فعال رو توی موش های زنده برای همیشه علامت گذاری کنن. وقتی موش ها یه داروی محرک خاص رو دریافت می کردن، هر سلول مغزی که توی اون لحظه فعال بود، با یه پروتئین فلورسنت قرمز درخشان برای همیشه برچسب می خورد.
این تکنیک به تیم اجازه داد تا هفته ها بعد، برش های مغز رو زیر میکروسکوپ بررسی کنن. اونا می تونستن به راحتی تشخیص بدن کدوم سلول ها موقع علامت گذاری فعال بودن، حتی اگه اون سلول ها بعدا از کار افتاده باشن.
وقتی لیخت و همکارانش آمیگدال داخلی رو بررسی کردن، متوجه یه دسته متراکم و دایره ای از سلول های درخشان توی موش های ماده شدن. اونا اسم این دسته رو DIMPLE گذاشتن، چون وقتی به برش های مغز نگاه می کردن، کمی شبیه به چال گونه در دو طرف صورت بود.
این دسته درخشان توی تک تک موش های ماده ای که تست کردن وجود داشت. در مقابل، توی تقریبا صد موش نر بالغ و باکره، اصلا خبری ازش نبود. فعالیت این سلول ها یه شکاف کاملا دوتایی رو بین دو جنس نشون می داد.
دکتر لیخت گفت: «بیشتر تفاوت های جنسیتی در مغز ظریف و پراکنده هستن. چیزی که اینجا ما رو غافلگیر کرد، وضوح این سیگنال بود. این یه گروه مجزا از نورون هاست که تقریبا مثل یه کلید خاموش و روشن مغز عمل می کنه و جنسیت و وضعیت اجتماعی رو به شکلی خیلی قوی نشون می ده.»
محققان بعدش بررسی کردن که آیا حذف هورمون های تولیدمثلی در موش های بالغ، این الگو رو تغییر می ده یا نه. اونا با جراحی، تخمدان های موش های ماده و بیضه های موش های نر رو خارج کردن.
بعد از یک ماه انتظار برای افت سطح هورمون ها، دوباره سلول های مغزی رو علامت گذاری کردن. دسته درخشان DIMPLE باز هم توی همه ماده ها ظاهر شد و توی هیچ کدوم از نرها دیده نشد؛ این نشون داد که هورمون های جنسی دوران بلوغ عامل اصلی حفظ این تفاوت نیستن.
در مرحله بعد، تیم سراغ موش های جوون تر رفت تا ببینه این تفاوت از چه زمانی شکل می گیره. اونا مغز موش های نوجوان رو قبل از اینکه از مادرشون جدا بشن، علامت گذاری کردن.
در این سن کم، دسته DIMPLE توی هر دو جنس نر و ماده فعال بود. فعالیت این بخش در نرها فقط بعد از اینکه بزرگ تر شدن و از خانواده شون جدا شدن از بین رفت، که نشون می ده محیط اجتماعی روی این سلول ها تاثیر می ذاره.
فعال سازی مجدد کلید خاموش و روشن مغز در نرها
تیم تحقیق بررسی کرد که آیا تجربه های اجتماعی و تولیدمثلی می تونه این دسته رو توی نرهای بالغ دوباره روشن کنه یا نه. اونا نرهای بالغ باکره رو در قفس هایی کنار ماده ها قرار دادن و اجازه دادن جفت گیری کنن.
وقتی محققان بلافاصله بعد از جفت گیری مغز نرها رو علامت گذاری کردن، دسته DIMPLE ناگهان شروع به درخشش کرد. این سلول ها فقط بعد از یک بار تجربه تولیدمثلی دوباره روشن شده بودن.
محققان آزمایش های مختلفی انجام دادن تا بفهمن دقیقا چی باعث این تغییر در نرها شده. بوییدن محل زندگی ماده ها یا تعامل با یه ماده از پشت یه مانع شفاف، سلول های مغزی رو فعال نکرد.
این دسته فقط زمانی روشن شد که موش نر تماس جنسی فیزیکی با ماده داشت. تا زمانی هم که نر توی قفس کنار شریک باردارش می موند، این سلول ها فعال باقی می موندن.
اگه موش نر چند روز بعد از جفت گیری از قفس جدا می شد، این دسته دوباره خاموش می شد. فعالیت مغزی به حضور مداوم ماده نیاز داشت، که نشون می ده این دسته سلولی به وضعیت اجتماعی فعلی حیوان واکنش پویا نشون می ده.
از اونجایی که جفت گیری باعث آزاد شدن مواد شیمیایی خاصی در بدن می شه، محققان حدس زدن که ممکنه یه هورمون مسئول این اتفاق باشه. اونا روی پرولاکتین تمرکز کردن؛ هورمونی که برای تحریک تولید شیر و تشویق رفتارهای والدینی شناخته شده ست. این موضوع در کنار بررسی تاثیر هورمون بر شخصیت و رفتارها، نشون داد که پرولاکتین به تنهایی می تونه این کلید خاموش و روشن مغز خاص رو فعال کنه.
تیم تلاش کرد تا جلوی پرولاکتین رو در نرهای در حال جفت گیری و ماده ها بگیره تا ببینه آیا این دسته خاموش می شه یا نه. اونا دارویی به آب آشامیدنی موش ها اضافه کردن که مانع از ترشح پرولاکتین توسط غده هیپوفیز می شد.
دارو نتونست این دسته مغزی رو توی هیچ کدوم از دو گروه خاموش کنه. محققان اشاره کردن که یا دارو هورمون رو به اندازه کافی پایین نیاورده، یا سیگنال های شیمیایی دیگه ای هم در فعال نگه داشتن این سلول ها نقش دارن.
این نتایج یه مثال واضح از یک کلید خاموش و روشن مغز است، اما هدف رفتاری دقیق دسته DIMPLE هنوز ثابت نشده. محققان حدس می زنن که شاید این بخش به جلوگیری از حمله موش های نر به نوزادان کمک کنه.
موش های نر معمولا نسبت به نوزادها رفتار تهاجمی نشون می دن، اما این رفتار بعد از جفت گیری به مراقبت والدینی تغییر می کنه. فعال شدن ناگهانی کلید خاموش و روشن مغز کاملا با این تغییر رفتاری همخوانی داره.
آزمایش این ایده از نظر فنی سخته. این دسته سلولی در اعماق مغز قرار داره و فاقد یه نشانگر مولکولی منحصربه فرده، که هدف قرار دادنش رو با ابزارهای آزمایشگاهی فعلی خیلی دشوار می کنه.
مطالعات آینده باید راه هایی برای روشن و خاموش کردن انتخابی این کلید خاموش و روشن مغز پیدا کنن تا ببینن موش ها چطور رفتار می کنن. دانشمندان همچنین باید روی هورمون ها و ژن های دیگه تحقیق کنن تا به طور کامل بفهمن این ناحیه از مغز چطور کار می کنه.
در حال حاضر، این کشف نشون می ده که تجربه های اجتماعی چقدر عمیق می تونن مغز نرها رو دوباره سیم کشی کنن. این یافته نقطه شروع جدیدی برای درک چگونگی سازگاری حیوانات با مراحل مختلف زندگیه.
این مطالعه با عنوان «یک خوشه عصبی دارای دودیسی جنسی در آمیگدال داخلی موش به وضعیت جنسی نر پاسخ می دهد» توسط تامار لیخت، آدان آکاریه، آیا دامشی، آمیت زایسل، اسنات اوفیر و دان روکنی نوشته شده است.
کشف این دسته سلولی نشان می دهد که ساختارهای مغزی می توانند با تجربه های اجتماعی و تغییرات هورمونی به طور کامل تغییر کاربری دهند. این کلیدهای بیولوژیکی نه تنها تفاوت های جنسیتی را تبیین می کنند، بلکه انعطاف پذیری فوق العاده سیستم عصبی در برابر محیط را نیز به تصویر می کشند.
A newly discovered brain cluster acts as an on and off switch for sex differences
