Als het gaat om paren, moeten vrouwelijke muizen hun neus volgen. Voor het eerst hebben wetenschappers aangetoond dat hormonen in muizen receptoren in de neus ruiken om gedrag te stimuleren, terwijl de hersenen volledig buiten de lus blijven.
gerelateerde inhoud
- Wetenschappers bestuderen al decennia lang twee nep-menselijke feromonen
Volgens de studie, die deze week in Cell verschijnt, kunnen vrouwelijke muizen aantrekkelijke mannelijke feromonen ruiken tijdens hun reproductieve periodes. Maar tijdens perioden van diestrus, wanneer de dieren niet in staat zijn om zich voort te planten, zet het hormoon progesteron de neusholte-cellen ertoe aan om mannelijke feromoonsignalen te blokkeren zodat ze de hersenen van een vrouw niet bereiken. Gedurende deze tijd vertonen vrouwelijke muizen onverschilligheid of zelfs vijandigheid tegenover mannen. Dezelfde sensoren functioneerden normaal met betrekking tot andere geuren, zoals kattenurine, waaruit blijkt dat ze selectief zijn voor mannelijke feromonen.
Wanneer de ovulatie begint, dalen de progesteronniveaus, waardoor de vrouwtjes opnieuw mannelijke feromonen kunnen ruiken. Kortom, het systeem "verblindt" vrouwelijke muizen voor potentiële partners wanneer de dieren niet in estrus zijn.
De bevinding dat het reuksysteem de rol van de hersenen heeft overgenomen, schokte het onderzoeksteam, zegt hoofdauteur Lisa Stowers van het Scripps Research Institute. “De sensorische systemen worden verondersteld zo ongeveer alles op te zuigen wat ze kunnen in de omgeving en geven het allemaal door aan de hersenen. Het resultaat lijkt ons gewoon gek, 'zegt Stowers.
"Stel je voor dat dit gebeurt in je visuele systeem, " voegt ze eraan toe. "Als je net een grote hamburger at en vervolgens een buffet zag, zou je dingen zoals de tafel en sommige mensen en misschien wat fruit kunnen zien - maar je zou gewoon niet de hamburgers meer. Dat is soort van wat hier gebeurt. Gebaseerd op de verandering van de interne toestand van deze vrouw, mist ze een hele subset van de signalen die aan haar hersenen worden doorgegeven. "
De wetenschappers verzamelden vrouwelijke muizen van 8 tot 10 weken oud en testten ze in verschillende fasen van hun voortplantingscyclus. De gekooide muizen konden vierkantjes van één bij één inch vloeipapier onderzoeken, gedrenkt in mannelijke muizenurine of een controle. Hun gedrag werd geregistreerd en de muizen werden gescoord op de frequentie en duur van hun bezoeken aan beide middelen.
Het team gebruikte ook calciumbeeldvorming om het vomeronasale orgaan, de sensorische structuur in muizenneuzen te onderzoeken en te zien wat het deed toen vrouwen de golven van feromonen betrapten. Ze ontdekten dat het orgel een speciale subset van neuronen heeft met receptoren om progesteron te detecteren, en een "gating" -mechanisme dat dichtslaat wanneer het hormoon aanwezig is, zodat mannelijke geuren niet worden doorgegeven aan de hersenen. De neuronen reageerden normaal op andere geuren, zelfs wanneer progesteron aanwezig was.
De resultaten toonden aan dat het reuksysteem van de muis is afgestemd op zowel interne chemische signalen als externe factoren en ontzettend effectief is in zijn rol als poortwachter. Maar het is helemaal niet duidelijk waarom de neus op deze manier zou werken. Een idee is dat het systeem is geëvolueerd om te voorkomen dat vrouwen worden afgeleid tijdens estrus. Maar muizenhersenen, zoals die van de meeste dieren, worden constant gebombardeerd met informatie zoals geuren en bezienswaardigheden en hebben er geen probleem mee om alles te doorzoeken.
“En het vrouwelijk brein heeft al manieren om te beslissen of ze zich tot een partner aangetrokken moet voelen. Haar hersenen weten wanneer ze niet geacht wordt te paren, dus dat zal ze nog steeds niet doen, zelfs als ze mannelijke feromonen ruikt, 'merkt Stowers op.
Het team vermoedt dat er in plaats daarvan een onderliggende fysiologische reden is waarom vrouwelijke muizen mannelijke feromonen niet zouden moeten detecteren wanneer ze hoge progesteronspiegels hebben. Een mogelijk antwoord is dat het een muizenfoetus op de een of andere manier beschermt - met name de progesteronspiegels zijn ook robuust tijdens de zwangerschap.
Meer in het algemeen suggereert de bevinding dat niet alle grote beslissingen in de hersenen worden genomen, en dat het ontrafelen van wat er in de neus gebeurt van wat er in de hersenen gebeurt misschien niet zo eenvoudig is, merkt Stowers op. Interne toestanden zoals stress of honger hebben een grote invloed op hoe dieren omgaan met de omgeving, maar wetenschappers begrijpen niet volledig hoe beslissingen op basis van deze toestanden in de hersenen worden genomen. Dat vraagt Stowers zich af of deze muisontdekking het topje van de ijsberg vertegenwoordigt met betrekking tot verschillende rollen voor het reuksysteem bij muizen en andere soorten - inclusief mensen, die een onderscheid kunnen maken tussen een triljoen verschillende geuren.
"Het is pure speculatie op dit punt, maar we denken dat dit breed van toepassing zal zijn, en we zien niet waarom zoiets bij mensen niet zou kunnen gebeuren", zegt ze. Hoewel mensen feromonen niet op dezelfde manier voelen als muizen, vond het team dezelfde moleculen in de menselijke neus die muizen gebruiken om progesteron te detecteren en het geurblokkerende proces te activeren. "Dus het is er en het is mogelijk, " merkt Stowers op.
"Het is zo'n coole truc dat het een voordeel lijkt om het in de evolutie te behouden en niet weg te gooien."
