مگس‌های میوه و رازِ خشونت: چگونه مغز این حشرات، “دعوا” را می‌بیند؟

مطالعاتی در بابِ تأثیرِ خُشونَت بر دیدِ مگس‌های میوه

برخلافِ خیلی از آزمایشگاه‌هایی که معمولاً محققاشون سرِ دلیلِ یه پروژه‌ی تحقیقاتی، یه نظرِ مشترک دارن، آزمایشگاهِ روبین تو مرکزِ تحقیقاتیِ جانلیا که زیرِ مجموعه‌ی HHMI هست، یه آزمایشگاهِ معمولی نیست. این آزمایشگاه داره دنبالِ این می‌گرده که ببینه چطور خُشونَت، روی بیناییِ مگس‌های میوه‌ی ماده اثر می‌ذاره. اما گری روبین، که مدیرِ ارشدِ گروهِ جانلیاس، خیلی هم دنبالِ جواب‌های دقیقی نیست. اون فقط می‌خواد ببینه آیا ابزارهای تحقیقاتیِ علومِ اعصابی که تو دهه‌ی گذشته درست شدن، اینقدر خوب هستن که بتونن سازوکارِ پنهانِ این پدیده رو کشف کنن یا نه.

از طرفِ دیگه، کتی شرتتر، پژوهشگرِ پسا دکترا، مشتاقه بفهمه که چطور نورون‌ها تو مغزِ یه مگس با هم کار می‌کنن و به اون مگس کمک می‌کنن تا روی حریفش تمرکز کنه. این اطلاعات به شرتتر کمک می‌کنه تا سوال‌های بیشتری در موردِ این‌که رفتارهای اجتماعی چجوری تنظیم می‌شن، بپرسه. تحقیقاتِ جدیدی که تحتِ رهبریِ روبین و شرتتر داره انجام میشه، هر دو تا هدف رو برآورده می‌کنه: این پژوهش از ابزارهای پیشرفته‌ای که تو جانلیا ساخته شدن، استفاده می‌کنه تا نشون بده که بیناییِ مگس‌های میوه‌ی ماده‌ی پرخاشگر، چجوری تنظیم می‌شه تا فقط روی نکاتِ مهم تمرکز کنه.

با استفاده از کنتومِ مگسِ میوه — که یه نقشه‌ی کامله از ارتباطاتِ همه‌ی نورون‌های مغز و رابطه‌هاشون — و مگس‌هایی که ژنشون دستکاری شده، محقق‌ها فهمیدن که نورون‌ها و مدارهای این حشرات چجوری دارن هماهنگ کار می‌کنن تا اطلاعاتِ بصری رو تو موقعیت‌های مختلف، انعطاف‌پذیر کنترل کنن. این‌که ما بفهمیم چطور یه رفتارِ اجتماعی مثل خُشونَت، رو بینایی مگس‌های میوه، تو سطحِ نورون‌ها و مدارها کنترل می‌شه، می‌تونه بینش‌های تازه‌ای در موردِ سازوکارهای مشابه تو بقیه جاندارا، از جمله انسان‌ها، به‌وجود بیاره. این‌که ما دانش‌مون رو در موردِ رابطه‌ی بینِ اطلاعاتِ حسی و رفتارهای اجتماعی زیاد کنیم، می‌تونه به دانشمندا کمک کنه که اختلالاتِ عصبی-روانی و عصبی-رشدی رو بهتر درک و درمان کنن.

شرتتر میگه: «وقتی بفهمیم چطور نشانه‌های مختلفِ حسی وارد می‌شن و این اطلاعات چطوری تو رفتارهای اجتماعی ادغام می‌شن، می‌تونیم تحقیقاتِ آینده رو تو بقیه گونه‌ها هم انجام بدیم و حتا می‌تونیم اهدافِ خاصی برای درمان رو هم پیدا کنیم.»

تمرکز روی مگس‌های در حالِ دعوا

محقق‌ها قبلاً یه گروهی از نورون‌ها رو پیدا کرده بودن که خُشونَت رو تو مگس‌های میوه‌ی ماده زیاد می‌کنن و باعث می‌شن که با هم بجنگن. اونا همچنین فهمیده بودن که این نورون‌ها با مسیرهایی که اطلاعاتِ بصری رو منتقل می‌کنن، تداخل دارن. این شد یه نقطه‌ی شروعِ خوب برای دانشمندا که از کنتوم استفاده کنن تا نورون‌ها و مدارهای مغزِ مگس‌ها رو دقیق بررسی کنن و ببینن که توجهِ بصری‌شون، بر اساسِ نیازهای فعلی‌شون چجوری تنظیم می‌شه.

تأثیرِ عصبی روی رفتارِ پروازِ مگس‌ها

همونطوری که ما تو یه بزرگراهِ شلوغ رانندگی می‌کنیم و باید به ماشین‌های اطراف‌مون توجه کنیم، مگس‌های ماده‌ی مهاجم هم باید به مگسی که جلوشونه و می‌خوان باهاش بجنگن توجه کنن، نه این‌که دنبالِ غذا بگردن.

با استفاده از نقشه‌ی اتصالاتِ مگسِ میوه، که توسطِ محققایِ جانلیا و همکاراشون درست شده، تیمِ تحقیقاتی فهمید که نورون‌های پُر‌کننده‌ی خُشونَت، چجوری به نورون‌هایی وصل می‌شن که ورودی‌های بینایی رو تنظیم می‌کنن. این نشون می‌ده که نورون‌های خُشونَت، جریانِ اطلاعاتِ بصری رو تنظیم می‌کنن تا مگس بتونه روی چیزهای مهم تمرکز کنه.

با داشتنِ این اطلاعات، محقق‌ها از مگس‌های میوه‌ای که ژنشون تغییر کرده بود و توسط روبین و همکاراش تو جانلیا ساخته شده بودن، استفاده کردن تا نورون‌های مختلف رو خاموش یا روشن کنن و ببینن که این تنظیم چطوری انجام می‌شه. تیم فهمید که نورون‌های خُشونَت از سه تا سازوکارِ مختلف استفاده می‌کنن تا بینایی رو تنظیم کنن.

• یه مدار که شاملِ ورودی‌های تحریک‌کننده هست و ویژگی‌های بصریِ خاص و وضعیتِ داخلیِ مگس رو ترکیب می‌کنه.
• مدارِ دیگه اطلاعاتی که از لوبِ بیناییِ مگس میاد رو تنظیم می‌کنه.
• سازوکارِ سوم مثلِ یه کلیدِ تغییر عمل می‌کنه و انتقالِ اطلاعاتِ بصری رو از یه زیرمجموعه از نورون‌ها زیاد می‌کنه و از یه زیرمجموعه‌ی دیگه کم می‌کنه.

این سازوکارهای گوناگون به مگسِ میوه آزادی عمل و انعطاف‌پذیری می‌ده تا توجه‌ش رو، بسته به محیط، به بخش‌های مختلفی از محیطِ دیداریِش تنظیم کنه. تیم همچنین فهمید که مدارهای مشابهی تو مگس‌های نر، موقع جفت‌گیری هم فعال می‌شن، که نشون می‌ده رفتارهای اجتماعی مختلف می‌تونن سازوکارهای مداریِ مشترکی داشته باشن.

علاوه بر این‌که این کارِ جدید، بینش‌هایی در مورد این‌که خُشونَت چجوری روی بینایی تأثیر می‌ذاره، ارائه می‌ده، یه چارچوبی هم درست می‌کنه برای استفاده از نقشه ی اتصالات به منظورِ شناسایی نورون‌ها و مدارهایی که زیربنای رفتارهای اجتماعی هستن — اطلاعاتی که بدونِ نمودارِ اتصالات، به‌دست آوردنش دشوار بود.

برای شرتتر، این تحقیق یه نقطه‌ی شروعه برای مطالعاتِ بیشتر در موردِ این‌که چطوری رفتار، تحتِ تأثیرِ عواملِ محیطی شکل می‌گیره. اون می‌گه: «برای من، به عنوانِ یه رفتارشناس، این سوال‌های اساسی که موقع ورود به دوره‌ی دکترا و پسا دکترا داشتم — این‌که چطور اطلاعاتِ حسی و عواملِ داخلی، رفتار رو تنظیم می‌کنن — الان می‌تونن در سطحی که قبلاً غیرقابل تصور بود، بررسی بشن. ما الان ابزارهایی داریم که می‌تونیم با دقت دنبال‌شون کنیم.»

برای روبین، این کارِ جدید حسِ رضایت و تموم شدن رو به‌همراه داره. حالا که اون به‌طورِ مستقیم دیده که ابزارهایی که ساخته، دارن کار می‌کنن، توجه‌شو به پروژه‌های تحقیقاتیِ دیگه معطوف کرده. اون می‌گه: «این نشون می‌ده که آدما می‌تونن همون کار رو انجام بدن، با انگیزه‌های کاملاً متفاوت، و نتیجه می‌تونه اون‌ها رو به سمتِ جهاتِ کاملاً متفاوتی سوق بده.»

“`