Стан та стрес: як миші узгоджують свої реакції на страх

Дослідження, проведене на мишах, виявило, що різностатеві пари здатні синхронізувати свої реакції на страх навіть у стресових ситуаціях, чого не спостерігається у одностатевих пар. Самці відтворюють поведінку своїх партнерів, тоді як самки вносять корективи у власну реакцію. Ці результати підкреслюють статеві відмінності в соціальній координації під тиском.

Коли тварини стикаються з потенційною небезпекою, багато з них, зокрема миші, реагують характерним чином — завмирають на місці. Ця реакція є своєрідним захисним механізмом, що дозволяє їм уникнути уваги хижаків. Примітно, що коли дві миші опиняються в такій стресовій ситуації, вони часто завмирають одночасно, демонструючи синхронність своїх дій. Нещодавнє дослідження, проведене науковцями з Технологічного університету Вірджинії, показало, що така соціальна координація в реакціях на страх суттєво різниться між самцями і самками, а також змінюється під впливом стресових ситуацій.

У роботі, результати якої опубліковані у фаховому виданні Biological Psychiatry Global Open Science, дослідники виявили дивовижну стійкість у поведінці змішаних, тобто різностатевих пар мишей. Такі пари послідовно синхронізували свої реакції завмирання навіть у стресових ситуаціях, причому не мало значення, чи були тварини знайомі між собою раніше. Натомість, одностатеві пари -- пари самців або пари самок -- значно частіше втрачали синхронність у своїй поведінці під дією стресу. Ці спостереження дозволяють припустити, що різностатеві пари можуть покладатися на більш гнучку або складну стратегію координації, яка не руйнується під емоційним тиском.

"Гетеросексуальні пари виявили вражаючу стійкість," -- зазначає Олексій Морозов, доцент Науково-дослідного інституту біомедицини Фралін при VTC та автор відповідного дослідження. "Вони зуміли синхронізувати свої реакції на страх незалежно від емоційного фону. На відміну від одностатевих пар, їм, здається, не потрібна була якась одна конкретна стратегія для досягнення цього."

Хоча дослідження проводилося на мишах, його результати можуть надати цінні підказки для розуміння того, як стать та емоційний контекст формують соціальну поведінку в інших видів, включаючи людей. Експерти вважають, що ці висновки можуть пролити світло на мозкові механізми, залучені до розвитку таких станів, як тривожні розлади та посттравматичний стресовий розлад (ПТСР), де порушення регуляції страху та соціальної взаємодії відіграють ключову роль.

Досліджуючи динаміку одностатевих пар, науковці виявили значні відмінності у стилях координації між самцями та самками. У парах самців спостерігалася тенденція до взаємного наслідування: коли один самець зупинявся або починав рухатися, інший зазвичай повторював його дії. Натомість пари самок проявляли інший підхід. Вони були більш чутливими до поведінки своїх партнерок та мали схильність до саморегуляції. Якщо одна самка починала певну дію (зупинку або рух), а її партнерка не відтворювала тієї ж реакції, перша часто призупинялася і коригувала свою поведінку, аби відновити гармонію у спільних діях.

"Чоловічі особини відтворюють поведінку, тоді як жіночі адаптуються до умов", -- підкреслює Морозов. "Обидва підходи можуть привести до одного й того ж результату — синхронізації — проте базуються на різних методах обробки соціальних сигналів. Коли ж самець і самка перебувають разом, вони створюють потужну соціальну одиницю, здатну витримувати стресові ситуації".

Дослідники також вивчили, як зовнішні фактори впливають на синхронізацію. Вплив стресу (у вигляді короткочасного обмеження рухливості перед тестом) порушував синхронізацію у пар самців, тоді як у пар самок стрес, навпаки, посилював синхронізацію. Цікаво, що негативний вплив стресу на синхронізацію у самців вдалося запобігти шляхом тимчасової інактивації префронтальної кори -- ділянки мозку, що відіграє важливу роль у регуляції емоцій та соціальної поведінки. Це вказує на залучення специфічних нейронних ланцюгів у статево-залежну реакцію на стрес. Фактор знайомства також мав значення: незнайомі самці демонстрували нижчий рівень синхронізації порівняно зі знайомими, тоді як для самок цей фактор не був суттєвим. На відміну від одностатевих пар, різностатеві пари зберігали високий рівень синхронізації незалежно від впливу стресу чи рівня знайомства, не виявляючи переваги до якоїсь конкретної стратегії (копіювання чи самокорекції).

Методологічно дослідження базувалося на класичній парадигмі умовного страху. Мишей спочатку навчали індивідуально асоціювати певний звуковий сигнал із легким, але неприємним стимулом (слабким електричним розрядом). Пізніше, під час тестування, коли миші чули цей звук знову, вони демонстрували реакцію завмирання. Дослідники спостерігали за парами мишей (одностатевими або різностатевими, знайомими або незнайомими) під час пред'явлення умовного сигналу та ретельно аналізували часові ряди їхньої поведінки. Використовуючи математичні методи, включаючи аналіз на основі Марковських моделей для відстеження переходів між станами (завмирання/рух), вони обчислювали індекс синхронності та детально характеризували властивості завмирання для кожної пари.

"Це цікаве та ретельно сплановане дослідження представляє новий підхід до вимірювання того, як тварини координують свої реакції на страх, і демонструє, що самці та самки роблять це по-різному," -- зазначає Вадим Большаков, професор психіатрії в Гарвардській медичній школі та лікарні Макліна, який не брав участі в дослідженні. "Це підкреслює складні взаємозв'язки між соціальними та емоційними сигналами в стресових ситуаціях. Отримані результати є оригінальними і можуть стати основою для розробки нових стратегій підтримки людей, які стикаються з труднощами у регуляції страху та стресу."

Першим автором даного дослідження виступає науковий співробітник Ватару Іто. Серед співавторів також можна згадати Ендрю Холмса, який представляє Лабораторію поведінкової та геномної нейронауки Національного інституту зловживання алкоголем та алкоголізму США. Дослідження отримало фінансову підтримку від Національного інституту психічного здоров'я США (NIMH) та Інноваційного фонду Сіла Науково-дослідного інституту біомедицини Фралін. Ця робота пропонує цінні відомості про статево-специфічні аспекти соціальної координації у відповідь на загрози, а також їхню модифікацію під впливом стресу та соціального контексту. Це може бути важливим для глибшого розуміння нейропсихіатричних розладів, що виявляються аномальними реакціями на загрози у соціальних ситуаціях, в яких беруть участь особи однакової та протилежної статі.