Ученые из Осакского столичного университета определили зону в среднем мозге рыб, где происходит интеграция световых сигналов, поступающих от глаз и от шишковидной железы. Результаты исследования, проведенного на рыбках данио, были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В водной среде свет постоянно меняется в зависимости от глубины и состояния воды. Способность различать уровни видимого и ультрафиолетового излучения помогает рыбам ориентироваться и принимать решения, необходимые для выживания. Чтобы понять, какие процессы происходят в мозге, исследовательская группа под руководством профессоров Акихисы Теракиты и Мицумасы Коянаги изучила белок парапинопсин 1. Такие белки, как правило, находятся в глазах, но у некоторых видов они также встречаются в шишковидной железе, которую часто называют «третьим глазом».
С помощью метода кальциевой визуализации команда проследила, как сигналы, генерируемые PP1 в клетках шишковидной железы, передаются в мозг. Выбор рыбок данио был обусловлен прозрачностью их личинок, что позволяет наблюдать за нейронной активностью в режиме реального времени. Выяснилось, что PP1 по-разному реагирует на ультрафиолетовое и видимое излучение. Сигналы от шишковидной железы через ганглиозные клетки направляются в область тегментума, где объединяются с визуальной информацией, поступающей от глаз.
Эти интегрированные сигналы напрямую влияют на поведение рыбы, заставляя ее менять высоту плавания. При слабом ультрафиолете рыбы плывут к поверхности, а при сильном — опускаются вниз. В ходе эксперимента у особей, у которых отсутствовал ген PP1, такая реакция на изменение длины волны света не наблюдалась.
Ученые полагают, что их работа открывает новые возможности для анализа нейронных цепей. В перспективе полученные данные могут найти применение в нейробиологии, в том числе для развития методов оптогенетики.
Ранее Наука Mail рассказывала, что агрохимикаты меняют поведение насекомых и рыб.
