Neuron: Мыши прошли зеркальный тест — классический тест на самосознание

Исследователи сообщают 5 декабря в журнале Neuron, что мыши демонстрируют поведение, напоминающее самоосознание, когда видят себя в зеркале. Когда исследователи пометили лоб черношерстных мышей пятном белых чернил, мыши стали проводить больше времени, охаживая голову перед зеркалом — предположительно, чтобы попытаться смыть чернильное пятно.

Однако мыши демонстрировали такое поведение, похожее на самоосознание, только если они уже привыкли к зеркалам, если они общались с другими мышами, похожими на них, и если чернильное пятно было относительно большим.

Команда определила подгруппу нейронов в гиппокампе, которые участвуют в формировании и хранении этого визуального самовосприятия, что позволило впервые взглянуть на нейронные механизмы, лежащие в основе самоосознания, которое ранее было «черным ящиком» в нейроповеденческих исследованиях.

Чтобы сформировать эпизодическую память, например, о событиях нашей повседневной жизни, мозг формирует и хранит информацию о том, где, что, когда и кто, и наиболее важным компонентом является информация о себе или статусе, — говорит нейробиолог и старший автор работы Такаши Китамура из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета.

Исследователи обычно изучают, как мозг кодирует или распознает других людей, но аспект самоинформации остается неясным.

Исследователи использовали зеркальный тест, чтобы выяснить, могут ли мыши обнаружить изменения в собственной внешности — в данном случае, чернила на лбу. Поскольку чернила также являются тактильным стимулом, исследователи тестировали черношерстных мышей как с черными, так и с белыми чернилами. Хотя зеркальный тест был изначально разработан для проверки сознания у разных видов, авторы отмечают, что их эксперименты показывают, что мыши могут обнаружить изменения в собственной внешности, но это не обязательно означает, что они «осознают себя».

Авторы обнаружили, что мыши действительно могут обнаруживать изменения в своей внешности, но только при определенных условиях. Мыши, знакомые с зеркалами, тратили значительно больше времени на уход за головой (но не за другими частями тела) перед зеркалом, когда на них наносились пятна белых чернил площадью 0,6 см² или 2 см². Однако мыши не участвовали в уходе за головой, когда чернила были черными — того же цвета, что и их мех, или когда чернильная метка была маленькой (0,2 см²), даже если чернила были белыми, а мыши, которые не были привычны к зеркалам до теста с чернилами, не демонстрировали повышенного ухода за головой ни в одном из сценариев.

Мышам требовались значительные внешние сенсорные сигналы, чтобы пройти зеркальный тест — им нужно было нанести много чернил на голову, а затем тактильный стимул, исходящий от чернил, каким-то образом позволял животным обнаружить чернила на голове через зеркальное отражение, — говорит первый автор исследования Дзюн Йокосе из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета.

Шимпанзе и людям не нужны дополнительные сенсорные стимулы.

Используя картирование экспрессии генов, исследователи выявили подмножество нейронов в вентральном гиппокампе, которые активировались, когда мыши «узнавали» себя в зеркале. Когда исследователи избирательно лишили эти нейроны функциональности, мыши перестали демонстрировать поведение груминга, вызванное зеркалом. Подмножество этих самореагирующих нейронов также активировалось, когда мыши наблюдали за другими мышами того же штамма (и, следовательно, схожей внешности и цвета меха), но не когда они наблюдали за мышами другого штамма, у которых был белый мех.

Поскольку предыдущие исследования шимпанзе показали, что для зеркального самоосознания необходим социальный опыт, исследователи также протестировали мышей, которые были социально изолированы после отъема от матери. Эти социально изолированные мыши не демонстрировали повышенного поведения по уходу за головой во время теста с чернилами, как и черношерстные мыши, которых воспитывали рядом с белошерстными мышами.

Анализ экспрессии генов также показал, что у социально изолированных мышей не развилась активность самореагирующих нейронов в гиппокампе, как и у черношерстных мышей, которых воспитывали белые мыши, что говорит о том, что для развития нейронных цепей, необходимых для самопознания, мышам необходимо иметь социальный опыт общения с другими похожими на них мышами.

Подмножество этих самореагирующих нейронов также активизировалось, когда мы подвергали мышей воздействию других особей того же штамма, — говорит Китамура.

Это согласуется с предыдущими данными о людях, которые показали, что некоторые клетки гиппокампа активируются не только когда человек смотрит на себя, но и когда он смотрит на знакомых людей, например родителей.

Далее исследователи планируют попытаться разделить важность визуальных и тактильных стимулов, чтобы проверить, могут ли мыши распознавать изменения в своем отражении в отсутствие тактильных стимулов — возможно, с помощью технологии, подобной фильтрам в приложениях для социальных сетей, которые позволяют людям придать себе мордочки щенка или ушки кролика. Они также планируют изучить другие области мозга, которые могут быть вовлечены в процесс самоосознания, и выяснить, как различные области взаимодействуют и интегрируют информацию.

Теперь, когда у нас есть эта модель мыши, мы можем манипулировать нейронной активностью или следить за ней, чтобы всесторонне изучить механизмы нейронной цепи, лежащие в основе того, как поведение, подобное самоосознанию, вызывается у мышей, — говорит Йокосе.

05.12.2023