Биологи обнаружили гормон, включающий "синдром утенка" в мозге птенцов

Птенцы запоминают облик матери или заменяющего ее человека в первые часы после рождения благодаря гормону Т-3, который включает особую группу нейронов в мозге новорожденной птицы, отвечающую за работу "синдрома утенка", говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Синдром утенка", или импринтинг на языке психологии, представляет собой особую форму обучения, в ходе которого птенец запоминает на всю жизнь фигуру матери или других критических важных для его выживания живых существ или предметов. Как правило, импринтинг происходит в строго определенный момент жизни птенца и его включение не требует внешнего подкрепления в виде пищи или других стимулов. В результате, мать птенцу иногда может заменить человек или даже приглянувшийся ему неодушевленный предмет.

Группа биологов под руководством Койчи Хомма (Koichi Homma) из университета Тейкио в Токио (Япония) обнаружила гормональный механизм, управляющий "синдромом утенка", изучая клеточные процессы в нейронах в промежуточном медиальном мезопаллиуме, центре родительской памяти цыплят (Gallus gallus domestica).

Хомма и его коллеги приобрели нескольких новорожденных цыплят, дождались начала процесса импринтинга на второй день жизни птенцов, усыпили и препарировали их мозг. Биологи проанализировали содержимое отдельных нейронов, кровеносных сосудов и других тканей мозга и выделили 18 генов, включившихся в нервных клетках птиц в момент развития "синдрома утенка".

Больше всего ученых заинтересовал ген Dio2, содержащий в себе "инструкции" по сборке молекул одноименного фермента. Это вещество превращает прогормон тироксин, синтезируемый в щитовидной железе, в активированные молекулы гормона трийодтиронина (Т-3). Это вещество стимулирует рост нервных клеток и его недостаток в мозге младенцев приводит к серьезнейшим проблемам в развитии умственных способностей.

Интерес биологов к этому гену и гормону объясняется тем, что Dio2 был наиболее активен в нервных клетках мезопаллиума, где и формируется память о матери цыпленка. Исследователи предположили, что этот ген и гормон Т-3 могут играть ключевую роль в реализации импринтинга.

Они проверили эту гипотезу, попытавшись заблокировать процесс формирования "синдрома утенка" при помощи концентрированной дозы веществ, блокировавших работу фермента Dio2. Эксперимент подтвердил предположение ученых - цыплята так и не запомнили образ матери в лице кубика LEGO до прекращения инъекций ингибиторов.

Убедившись в справедливости своих теорий, ученые проверили, как повлияют инъекции гормона Т-3 на время и скорость развития "синдрома утенка". Оказалось, что искусственно синтезированный гормон позволяет активировать механизмы, управляющие развитием импринтинга, даже на четвертый или шестой день жизни птенца. Более того, инъекция Т-3 заставляла цыплят с уже сформировавшимся "синдромом утенка" запомнить еще один предмет - кубик другого цвета.

Таким образом, Хомма и его коллеги смогли найти ключевой компонент импринтинга - ген Dio2 и связанный с ним гормон Т-3, управляющие процессом формирования и закрепления памяти о матери в мозге птенца. Биологи планируют изучить аналогичные процессы в мозге других птиц для понимания того, насколько универсален этот механизм обретения памяти.