Для исследования, которое позволяет по‑новому взглянуть на функционирование мозга высших насекомых, ученые пристрастили их к наркотикам.

Энтомолог и нейрофизиолог Джен Робинсон считает, что полученные им результаты свидетельствуют о существовании в нервной системе насекомых механизмов вознаграждения, какие действуют и у высших животных

Общеизвестно, что медоносные пчелы-добытчки способны передавать своим собратьям информацию о найденных ими местах, богатых источниками пищи. Однако делают они, только если обнаружат место, исключительно обильных цветочным нектаром или пыльцой, либо в том случае, когда рой сильно нуждается в еде. При этом пчелы совершают свои знаменитый танец, в котором сообщают всю необходимую информацию о направлении и расстоянии до питательных «залежей».

«Подсадив» же пчел на кокаин, ученые во главе с Дженом Робинсоном (Gene Robinson) выяснили, что те ведут себя подобно людям — становятся намного общительнее, чаще танцуют, независимо от качества и количества обнаруженной пищи или состояния роя. По мнению авторов исследования, их открытие подтверждает гипотезу о том, что в некоторых обстоятельствах пчелы действительно весьма похожи на нас: достаточной мотивацией для их действий могут служить позитивные переживания, связанные с наградой за то или иное поведение.

«Танец пчел — крайне сложный процесс, — говорит Робинсон, — Он представляет собой высоко интегрированную систему коммуникаций, весьма детальную и вместе с тем элегантную. Танец этот можно считать одним из чудес животного мира». Взглянем на такой танец сами.

Для ученых же танец пчел — важный объект для изучения социального поведения насекомых, прежде всего, альтруизма, своего рода «общественного клея», удерживающего вместе большие и малые сообщества животных (в том числе и человеческие).

Исследование пчелиного танца, в конце концов, привело Джена Робинсона к октопамину — нейротрансмиттеру, играющему большую роль в регуляции поведения насекомых, прежде всего, в их двигательных и пищевых реакциях.

Насекомые-одиночки под воздействием октопамина начинают интенсивней питаться. У общественных пчел реакция несколько иная: они становятся менее привередливы к пище. Этот факт и заставил Робинсона проверить, как октопамин влияет на пчелиный танец (ранее, кстати, уже было показано, что вообще рабочие пчелы обладают повышенным уровнем октопамина в сравнении с остальными представителями роя). Выяснилось, что октопамин действительно учащает танец пчел — и уже это наблюдение позволяет сделать серьезные выводы об эволюции альтруистического поведения.

«За всем этим стоит мысль о том, — поясняет Робинсон, — что паттерны эгоистичного поведения (еды) в ходе эволюции были включены в паттерны социального, «альтруистического» поведения. Если вы по природе одиночка, под действием октопамина вы начинаете питаться интенсивнее. Если вы — животное социальное, вы стараетесь помочь питаться интенсивнее другим». Какое же вознаграждение вы получаете в этом случае? Химическое: в мозгу соответствующих высших животных в ответ на выгодное сообществу поведение активизируются определенные вещества, вызывающие положительные переживания. Но существуют ли подобные механизмы вознаграждения в сообществе пчел?

Чтобы проверить это, ученым и понадобился кокаин. Изначально это вещество вырабатывается листьями коки с тем, чтобы защититься от насекомых-листоедов: оно нарушает передачу октопамина в мозге насекомых. Ну а его воздействие на нервную систему человека и других млекопитающих вполне известно — кокаин нарушает работу дофаминовой системы, которая является нашим аналогом октопаминовой.

Дофамин как раз и играет основную роль в нашей способности ожидать награды за какое-либо действие. Он модулирует действие целого ряда схем поведения, включая исследование и сон, настроение, внимание и обучение. Дофамин является важным компонентом и альтруистическом поведении: уже одна только мысль о совершении такого «доброго дела» активирует центры удовольствия в мозге.

Посмотрев на поведение пчел под воздействием кокаина, ученые отметили явную тенденцию к учащению танца — то есть, к усилению альтруистического поведения. Это может говорить о том, что и в их нервной системе существует аналог химического вознаграждения за действия, помогающие сообществу в целом.

Интересно, что те пчелы, которые не танцевали до использования кокаина — например, нерабочие пчелы — не начинали танцевать и под кокаином. Зато рабочие танцевали существенно чаще. При этом было показано, что в остальном движения их не становились более частыми или интенсивными, а танец сохранил всю необходимую информативность и структуру. Рабочие пчелы не танцевали тогда и там, где их танец не мог быть «прочитан» другими пчелами.

«Не стоит думать, будто под кокаином рабочие пчелы предавались каким-то диким пляскам, — поясняет Робинсон, — Имел место такой же структурированный процесс, дававший сведения и о направлении, и о расстоянии до источника пищи. Танец остался столь же строгим, просто сделался более частым».

Напоследок стоит заметить, что, как и у людей, при прекращении введения наркотика, у пчел наблюдался явный синдром отмены. Видимо, и здесь можно отметить работу системы «химического вознаграждения»: нарушенная действием кокаина, она перестала эффективно работать у пчел, пристрастившихся к нему.

О физиологии действия некоторых других стимулирующих наркотиков читайте: «НЕ СПАТЬ».

По сообщению EurekAlert!