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Secrets de la façon dont le cerveau est câblé pour le sexe indiqué

Il y a deux structures cérébrales qu'une souris juste ne peut pas faire sans quand il s'agit de connecter avec le compagnon de ses rêves--et essayant de rester hors du menu de déjeuner du chat de voisinage. Ce sont l'amygdale, qui est impliquée dans la réaction initiale aux caractères indicateurs qui signalent l'amour ou luttent, et l'hypothalamus, qui combine les comportements reproducteurs ou défensifs innés déclenchés par ces caractères indicateurs.

Maintenant, les neurologistes ont tracé à l'extérieur le câblage entre l'amygdale et l'hypothalamus, et pensent qu'ils ont pu avoir recensé les gènes impliqués en établissant le câblage lui-même. Les chercheurs ont également effectué des incursions en comprenant comment les circuits fonctionnent pour prendre des décisions comportementales, comme quand une souris est confrontée simultanément avec une opportunité de se reproduire et un danger imminent.

En enregistrant dans l'édition du 19 mai du neurone de tourillon, David Anderson, Roger W. Sperry professeur de biologie et un chercheur de Caltech de Howard Hughes Medical Institute, son étudiant de troisième cycle Gloria Choi, et leurs collègues décrivez leur découverte qui la voie neurale entre l'amygdale et la pensée d'hypothalamus pour régir des comportements reproducteurs est marquée par un gène avec le nom plutôt non romantique de Lhx6.

Pour une confirmation que leur travail était sur la piste, les chercheurs ont vérifié pour voir ce que les neurones soupçonnés faisaient quand les souris ont été sexuellement réveillées. Chez les souris mâles, l'odeur de l'urine femelle de souris contenant des phéromones a été déjà connue pour être un stimulus sexuel, évoquant des comportements tels que le vocalization ultrasonique, une sorte de « chanson de cour. » Par conséquent, le dépistage de l'activité neurale dans la voie quand la souris a senti les phéromones était le don.

L'idée que Lhx6 spécifie réellement le câblage de la voie est toujours basée sur l'inférence, parce que quand les chercheurs ont assommé le gène, la mutation a fait mourir des embryons de souris d'autres causes trop tôt pour trouver un effet sur le câblage de cerveau. Mais le gène Lhx6 code un facteur de transcription dans une famille des gènes dont les membres sont connus pour régler le novateur des axones, qui sont des fils minuscules qui font saillie à l'extérieur des neurones et les envoient message à d'autres neurones.

La voie entre l'amygdale et l'hypothalamus qui est impliqué dans la manière d'éviter de danger semble être marquée par d'autres gènes dans la mêmes famille, Lhx9 appelé et Lhx5. Cependant, le fonctionnement des circuits marqués par ces facteurs n'est pas en tant que clairement, parce qu'un test concernant des odeurs pour confirmer les voies était plus ambigu que l'une attraction sexuelle concernante. L'odeur d'un chat n'a pas clairement allumé des cellules de Lhx9- ou de Lhx5-positive. Cependant, le fait que ces cellules sont trouvées dans les régions du cerveau impliquées dans des comportements défensifs propose qu'elles pourraient être impliquées dans d'autres formes des comportements, tels que l'agression entre les souris mâles.

Les chercheurs également suivis à plac la partie du cerveau de souris où un mécanisme circuit-dépassant existe quand une souris est exposée à un compagnon potentiel et perçoit le danger. Ce câblage est une place dans l'hypothalamus où les voies impliquées dans la reproduction et la manière d'éviter de danger convergent. Les détails de la voie que les axones sont établis prouve qu'une souris est clairement câblée pour sortir de la voie du tort, quoiqu'une opportunité de conjugaison se présente simultanément.

« Nous avons également une confirmation comportementale, parce qu'on le sait que les souris mâles « chantent » dans un ultrason quand elles sont sexuellement attirées, » Anderson explique. « Mais quand ils sont exposés aux signes de danger comme des odeurs prédatrices, ils gèlent ou se cachent.

« Quand nous avons exposé les souris à l'odeur de chat et à l'urine femelle simultanément, les souris mâles ont cessé le leur chanter, comme nous avons prévu du diagramme de câblage, » il dit. « Ainsi l'asymétrie dans l'interférence propose que le système soit donné la priorité pour la survie d'abord, se conjuguant en second lieu. »

La question inévitable est si ceci s'applique aux êtres humains aussi bien. La réponse d'Anderson est que les similitudes sont susceptibles, et que les mêmes gènes peuvent même être impliqués.

« Les cerveaux des souris et des êtres humains ont chacun des deux structures, et nous, comme des souris, sommes susceptibles d'avoir quelques circuits câblés pour le comportement reproducteur et pour la défense, » il dit. « Ainsi il n'est pas déraisonnable de supposer que certains des gènes impliqués dans ces comportements chez les souris sont également impliqués dans les êtres humains. »

Cependant, les êtres humains peuvent également prendre des décisions conscientes et dépasser les circuits câblés. Par exemple, deux adolescents verrouillés dans une étreinte amoureuse dans un théâtre peuvent ignorer un monstre horrible sur l'écran et poursuivre l'activité actuelle. Dans de vraies circonstances, ils seraient plus inclinés pour remettre chercher jusqu'à ce qu'ils aient été hors du danger.

« Nous avons évidemment la capacité consciente d'interrompre le mécanisme circuit-dépassant, pour voir si le danger est réellement important, » Anderson dit.

Gloria Choi, un étudiant au doctorat dans la biologie, a effectué la majeure partie du travail de laboratoire impliqué dans l'étude. Les autres collaborateurs sont Hongwei Dong et Larry Swanson, un professeur à USC qui dans le passé a largement tracé le câblage neural du cerveau de rat, et Andrew Murphy, David Valenzuela, et George Yancopoulos aux pharmaceutiques de Regeneron, dans Tarrytown, New York, qui a produit des souris génétiquement modifiées utilisant un système neuf de haut-débit qu'elles ont développé, Velocigene appelé.