Любовь и голод правят миром на генетическом уровне

Зеленые нейроны, посылающие свои отростки в высокие слои коры головного мозга. Иллюстрация Physorg

Геракла, как известно, за его необузданный нрав отослали в услужение к Омфале. Она забрала его дубину и львиную шкуру, а самого заставила мотать шерсть в клубки. Вполне возможно, что миф отражал состояние мужчин, про которых говорят, что они «обабились» (это может происходить в результате роста пролактиномы из клеток гипофиза, отвечающих за синтез молока у кормящих матерей).

Противоположность этому – вираго: так французские врачи еще недавно называли мужеподобных женщин. В 1960-е годы скрытая гендерная проблема допуска гермафродитов к женским соревнованиям была решена с помощью микроскопа, под которым увидели вторую инактивированную женскую Х-хромосому.

Эмбриология учит, что первым полом был женский, что отражается в первоначальном развитии всех зародышей по женскому типу независимо от наличия мужской половой Y -хромосомы. Только по прошествии двух месяцев внутриутробного развития так называемые герминативные (germ) клетки переключаются на образование спермиев. По достижении полового созревания germ-клетки претерпевают деление, приводящее к сокращению числа хромосом вдвое, и по ходу его на первый план выступает ген белка-гистона Н1. Известно, что ДНК в хромосомах намотана на «шпульки» из белков-гистонов.

При мутации в гене Н1 germ-клетки проявляют свое феминизирующее действие, определяя «не тот» пол, в результате чего девушки приходят к врачам с жалобами на отсутствие менструаций (а им быть, если «девушки» имеют хромосомы XY). Сотрудники Детского госпиталя в г. Цинциннати (США) и Техниона в Хайфе (Израиль) показали, что по мере созревания спермиев плотность 3D-упаковки ДНК в головке спермиев нарастает.

Второй базовый инстинкт живого мира – поиск еды. У животных поиски фуража сопряжены – по крайней мере у мух дрозофил и человека – с двумя типами поведения, по традиции называемыми «сидение» и «нацеленность» (отсюда – sitters и rovers). Два года назад в университете Торонто мух-«ситтеров», переделали в «роверов». Первые для начала облетают фрукт по кругу, но после действия на ген фермента, «работающего» в плаценте и других тканях человека, дрозофилы стали сразу лететь к добыче. Отчет об изменении поведения фуражиров опубликовал журнал «Труды АН США» (PNAS). Естественно, что такие манипуляции невозможны у человека, но можно действовать обходным путем.

В феврале 2019 года в том же PNAS ученые Торонто и университетов Абердина, канадского Ватерлоо и Колумбийского в Нью-Йорке опубликовали результаты опытов со студентами, которые также оказались «ситтерами» и «роверами» в поисках ягод на дисплее планшета. Взятые у них с внутренней поверхности щеки клетки показали наличие ДНК, варианты которой были характерны для мух с двумя типами поисков фуража.

В свое время академик Иван Павлов говорил о необходимости подкрепления рефлексов, которые без подачек быстро угасают. Сотрудники Колумбийского университета показали, что обучение крыс с подкреплением «рекрутирует» тела нейронов и синапсы дендритов (древовидных отростков) в 1–5-м слоях (за исключением четвертого) чувствительной, или сенсорной, коры. Связана такая избирательность слоев коры с тем, что нейроны 4-го слоя не получают сигналов вознаграждения-удовольствия.

Прослеживая пути поступления импульсов, нейробиологи Университета Брандейса в г. Уолтхем (США) установили, что они генерируются клетками гиппокампа, или извилины морского конька. Одним из недавних открытий является обнаружение клеток места (place cells), возбуждающихся, если мышь или крыса оказываются в знакомом окружении «родной» клетки. В ходе опытов мышам предлагали растворы соли и сахарина, горького хинина и просто воду, вкус которых «сочетался» с тем или иным местом, при этом сигналы от клеток шли к миндалине и гипоталамусу. Последний является средоточием основных инстинктов. Нейроны его специфических ядер отвечают за наш аппетит и чувство насыщения.

Идущая от нейробиологов информация говорит о глубинных механизмах нашей ориентации в сложной среде, так или иначе оказывающей влияние на поведение, которое переключается в зависимости от самых разных факторов. Все это крайне важно знать создателям будущих схем и цепей, более адекватно отражающих процессы, протекающие в мозге, чтобы девайсы становились более совместимыми с нашими нуждами и желаниями.