Sikkerhed bliver vigtigere end fødesøgning når et bestemt motorisk netværk i hjernen aktiveres

Nu har forskere på Institut for Neurovidenskab og NNF Center for Basic Metabolic Research på Københavns Universitet opdaget at det er et særligt nervecellenetværk i musens hjerne, der sørger for at prioritere dens sikkerhed højere end andre behov som fx fødesøgning, og at det sker automatisk når dette område i hjernen er aktivt.

Særligt netværk af nerveceller i musens hjerne prioriterer sikkerhed

Grundlæggende er der er tale om en evolutionær overlevelsesmekanisme i musehjernen. Den består af en forbindelse mellem en del af hypotalamus (den laterale hypothalamus) og et område i hjernestammen - pedunculopontine nucleus - som er en vigtig for at sætte gangen i gang.  Når dette netværk aktiveres, tilsidesættes andre behov som fødesøgning eller sociale kontakter, og i stedet løber musen i sikkerhed.

Der er altså ikke tale om at musens gangbevægelse trigges af ydre stimuli, som fx synet af en ugle eller en høg, der er derimod tale om en sikkerhedsmekanisme, der så at sige er ”indlagt” i hjernen og som sikrer at musen automatisk søger i sikkerhed jævnligt.

“Ved at fokusere på det særlige kredsløb i hjernen mellem den laterale hypotalamus og den såkaldte pedunculopontine nucleus, har vi været i stand til at forklare det neuronale grundlag for en meget kompleks medfødt adfærd. Vores resultater forklarer, hvordan hjernen forvandler abstrakte vurderinger af fare til konkrete handlinger som at bevæge sig for at undgå en trussel.

Vores undersøgelse udfylder et stort hul i vores forståelse af, hvordan motivation og bevægelse er forbundet i hjernen”, siger Nathalie Krauth som er førsteforfatter på studiet “A hypothalamus-brainstem circuit governs the prioritization of safety over essential needs”, der netop er blevet udgivet i Nature Neuroscience.

Hvordan gjorde de? Adfærdseksperimenter og stimulering af hjerneceller

Forskerne brugte en kombination af adfærdseksperimenter og optogenetik som gør det muligt at stimulerer specifikke nerveceller i musenes hjerner ved at lyse på de hjerneceller, man gerne vil undersøge. I dette tilfælde lavede forskerne et eksperiment, hvor de først lod dyrene faste hvorefter de fik adgang til at søge føde i en stor arena.

Når de stimulerede de specifikke nerveceller i laterale hypotalamus som sender udløbere til pedunculopontine nucleus med lys, viste det sig at musen løb væk fra maden og tilbage til i et sikkert gemmested. De samme skete hvis der var en mus af det modsatte køn til stede.

”Det er altså tydeligt at den særlige forbindelse i hjernen klart prioriterer bevægelser som er relateret til sikkerhed over bevægelser eller adfærd relateret til fødesøgning eller sociale behov som styres af andre netværk i hypotalamus” siger Christoffer Clemmensen som er en af seniorforfatterne på studiet.

Fra musehjerne til menneskehjerne

Musehjernen er interessant for forskningen, netop fordi den på mange måder ligner menneskets hjerne og har mange af de samme strukturer.

Professor Ole Kiehn som er seniorforfatter på studiet, sætter derfor de nye fund ind i et større perspektiv:

”Laterale hypotalamus og pedunculopontine nucleus, som vores forskergruppe tidligere har vist er vigtig for at starte gangen, er områder af hjernen som findes hos alle hvirveldyr, herunder mennesker.

Så selvom mange arter, og også mennesket, ikke decideret er byttedyr, så er det alligevel en mulighed at lignende netværk er nødvendige for universelle afvejninger mellem at forfølge behov og undgå fare.

Fordi det netværk, vi beskriver, også kan påvirkes af eksterne signaler som kan fungere som læringscues, er det også muligt at netværket kan påvirkes af stresssituationer som i slutstadiet kan føre til øget angst.”

Som al grundforskning, åbner forskernes nye fund altså op for mange nye muligheder og giver anledning til mange spørgsmål.