Лабораторная мышь попала в затруднительное положение. Бедолагу вытащили из обжитой клетки, оторвали от сородичей и поместили в центр огромной, с ее точки зрения, арены (диаметром более метра), огражденной барьером из пластика. Пугливый грызун не осмеливается выйти в центр, бестолково бегает по кругу в поисках укромного места и, не найдя ничего похожего на норку, в панике вжимается в барьер.
Эксперимент на этом не заканчивается. Настает очередь другой мыши, судя по поведению, более смелой. Она обследует открытое пространство, не единожды пересекая расчерченную на квадраты арену (по количеству пересечений биологи судят об активности животных, а по выходам в центр — об их “решительности”). Мышь встает на задние лапки, засовывает нос в отверстия в полу, возвращается в центр арены… Этот грызун явно не из пугливых — он активно изучает окружающую среду. Таков рутинный способ оценки поведения мыши.
— Наш учитель, основатель учения об элементарной рассудочной деятельности животных член-корреспондент АН СССР Леонид Викторович Крушинский, — говорит ведущий научный сотрудник лаборатории физиологии и генетики поведения биофака МГУ доктор биологических наук Инга Полетаева, — одним из первых предположил, а затем экспериментально доказал, что особенности поведения животных в определенной степени зависят от генотипа. Сегодня это специальные области науки о мозге: генетика поведения и нейрогенетика. Именно в большей степени благодаря генетическим различиям грызуны могут с разным успехом обучаться и решать элементарные логические задачи.
Вот пример такой задачи. Мышь (или крыса) с аппетитом ест из кормушки, которую неожиданно отодвигают в сторону. Грызун видит, куда она “поехала”. Казалось бы, туда, вслед за кормом, ему и надо бежать. За довольно короткий срок способность к решению этого теста (на экстраполяцию направления движения стимула) была исследована у десятков видов животных, в том числе лабораторных крыс и мышей. Хищные млекопитающие (собаки, кошки, лисы, волки, медведи), врановые птицы, черепахи показали разные уровни развития этой способности. Были и такие, кто не мог решить задачу. Большинство из них выбирает направление (с какой стороны искать корм) случайно, а не в результате наблюдения за уехавшей кормушкой. Но и среди “неспособных” найти решение есть такие, кто с этой задачей справляется.
Очевидный вопрос: насколько способность животных к решению задачи на экстраполяцию находится под контролем генотипа? Начали с крыс. Сравнивали данные экспериментов лабораторных и диких крыс-пасюков (естественно, прирученных). Оказалось, что лабораторные, за редким исключением, не могут решить такую задачу, тогда как дикие справляются с ней, причем не случайно, а осознанно, почти как собаки. Интересно, что результаты в таком же тесте красных лисиц (пойманных в природе и прирученных) и выращенных в клетках черно-серебристых были такими же. Для диких лисиц задача не представляла особого труда. Иными словами, были продемонстрированы генетические различия в проявлении способности к экстраполяции.
Тогда Крушинский и его коллеги провели классический селекционный эксперимент. Для начала скрестили диких крыс с лабораторными. Гибриды первого поколения получились просто замечательными: они легко давались в руки и тест на экстраполяцию не показался им особенно трудным. Из них выбрали “отличников”, скрестили между собой и получили следующее поколение. Неожиданно выяснилось: успешность освоения теста у них лучше не стала, а пугливость резко возросла. Причем настолько, что после четвертого поколения эксперимент пришлось вовсе прекратить: крысы просто “отказывались” в нем участвовать. Несмотря на все усилия, невозможно было приучить их вести себя спокойно в камере. Но заманчивая идея сохранилась: найти такие генетические группы грызунов, в которых способных решить подобную задачу будет большинство.
В лаборатории физиологии и генетики поведения были выведены линии мышей с разным весом мозга. И оказалось: грызуны, у которых он больше, справляются с задачей на экстраполяцию несколько лучше, чем сородичи с меньшим весом мозга, последние к тому же более тревожны. Разумеется, эти различия можно было обнаружить только благодаря специальным тестам (об одном из них мы говорили в начале — он называется “открытое поле”). Известно, что все животные при этом пугаются, однако некоторые мыши (или крысы) постепенно преодолевают страх и начинают энергично обследовать неизвестное пространство. Мыши с высокой тревожностью, как правило, более суетливы, но замирают в неподвижности и… часто умываются. Отметим, что в состоянии “конфликта мотиваций” (у мыши это конфликт между страхом и желанием освоиться в новой обстановке) грызуны умываются, как говорится, на “нервной почве”. К крысам это относится в равной мере. (Нечто подобное наблюдается и у людей, когда от смущения и нерешительности они непроизвольно чешут в затылке, опасаясь попасть впросак).
Развивая идеи Крушинского, биологи проводят похожий селекционный эксперимент, но уже с лабораторными мышами. Это искусственный отбор: для получения следующего поколения скрещивают мышей, которые успешно решают тест на экстраполяцию (и не один раз, а пять-шесть). Среди таких животных отбирают еще и тех, которые не пугаются во время такого теста (этот критерий введен потому, что тревожность “мешала” исследователям выявить способность к экстраполяции у крыс). Селекция мышей идет “туго”. К седьмому поколению отличий в способности решать подобные задачи у селектированных мышей пока еще немного, однако уровень тревожности стал ниже. Но есть и “талантливые” семьи, отлично решающие тест. (Этим исследованиям посвящена первая дипломная работа).
В случае успеха эксперимента мы получим новую лабораторную модель, позволяющую оценивать особенности мозга таких животных. Исследования на физиологическом, морфологическом, молекулярно-генетическом уровнях помогут понять, чем мозг “умной” мыши отличается от мозга “неумной”. Это, что называется, “чистая” наука, но, можно надеяться, что рано или поздно она найдет практическое применение, например, в изучении работы мозга человека, в особенности патологических состояний — будь то последствия нарушений мозгового крово-обращения или проявления наследственных заболеваний. Сегодня это звучит фантастически, но наука к этому стремится, значит, возможно, это произойдет.
Записал Юрий Дризе
Фото Николая СТЕПАНЕНКОВА
Нет комментариев