Ученые раскрыли, как «внутренние часы» мозга управляют поиском пищи

Нейронная цепь, состоящая из циркадных нейронов — дофаминергических нейронов — обонятельных нейронов, регулирует ритмичность пищедобывающего поведения. Справа: В полдень высокая активность mlPN3 подавляет поиск пищи. Слева: Ранним утром эти нейроны заторможены, что приводит к повышению пищедобывающей активности. Автор: Группа Ли Яня

Почему животные ищут пищу в определенное время суток? В исследовании, опубликованном в журнале Current Biology, группа исследователей под руководством профессора Ли Яня из Института биофизики Китайской академии наук обнаружила нейронную цепь, которая связывает внутренние центральные часы с ритмичным поиском пищи, предлагая новые представления о том, как циркадные ритмы формируют ежедневное поведение.

Многие формы поведения животных демонстрируют циркадную ритмичность. В частности, поиск пищи показывает ярко выраженные ритмические паттерны. Примечательно, что даже животные, выращенные в лабораторных условиях со стабильной температурой и освещением, демонстрируют такое ритмичное пищедобывающее поведение. Однако нейронные механизмы, лежащие в основе этих циркадных паттернов, оставались невыясненными.

Исследователи идентифицировали группу ингибирующих проекционных нейронов в обонятельной системе, называемых mlPN3. Поведенческие эксперименты показали, что нейроны mlPN3 подавляют пищедобывающее поведение в полдень; однако это подавление снимается ранним утром.

Функциональное визуальное исследование выявило, что спонтанная нейронная активность нейронов mlPN3 демонстрирует циркадные ритмы — ниже ранним утром и выше в полдень.

Эти колебания управляются группой циркадных нейронов, утренними клетками, которые активируют дофаминергические нейроны PAM-β'2 с помощью нейропептида PDF (pigment-dispersing factor) ранним утром, тем самым ингибируя нейроны mlPN3.

Используя обонятельную систему в качестве отправной точки, исследователи идентифицировали новую функцию ингибирующих проекционных нейронов, которые опосредуют циркадную регуляцию пищедобывающего поведения — «прием пищи в правильное время». Этот механизм цепи дезингибирования может лежать в основе циркадной регуляции различных форм поведения животных.

Больше информации: Mingmin Zhou et al, Central clock drives foraging rhythm through modulating food odor attraction in Drosophila, Current Biology (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.09.011

Источник: Chinese Academy of Sciences