Многозубки зимуют за счёт мозга

Мозг, который умеет то съёживаться, то увеличиваться, помогает многозубкам экономить энергию во время бескормицы.

Карликовые многозубки – крошечные насекомоядные с длиной тела 3–4,5 см и массой в среднем 1–1,5 грамма. Это одни из самых маленьких млекопитающих в мире, если вообще не самые маленькие. Как и все маленькие теплокровные животные, карликовые многозубки едят очень много, и притом зимой они не впадают в спячку. Многозубки живут на юге Европы, в Средней Азии, в Японии, Южном Китае; суровых зим там не бывает, но разница между временами года всё же есть, и в зимний период еды становится меньше. Как многозубкам, с их прожорливостью и неумением впадать в спячку, удаётся не умереть с голоду?

Как можно догадаться по нашему заголовку, чтобы выжить, они уменьшают собственный мозг. Сотрудники Берлинского университета Гумбольдта, клиники «Шарите» и Института перспективных технологий в Шэньчжэне в течение года наблюдали за изменениями мозга многозубок с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. Зимой мозг животных уменьшался, несмотря на то, что их содержали весь год при постоянной температуре и зимой давали столько же еды, сколько летом. С другой стороны, если летом многозубок ограничивали в еде, их мозг уменьшался тоже. То есть уменьшение мозга подчиняется, с одной стороны, биологическим ритмам, а, с другой стороны, окружающим условиям.

Когда зима заканчивалась, мозг отрастал обратно, причём все изменения касались только одной зоны – соматосенсорной коры, которая обрабатывает осязательные сигналы. В статье в PNAS говорится, что один из нейронных слоёв соматосенсорной коры зимой съёживался на 28%, а к следующему лету увеличивался на 29%; количество нейронов увеличивалось после зимы на 42%

Соматосенсорная кора обрабатывает сигналы, которые в том числе приходят и от вибриссов. Вибриссы помогают многозубкам охотиться. Зимой добычи мало, и нет нужды сохранять большой объём соматосенсорной коры. Мозг, как известно, потребляет слишком много энергии. Уменьшая его, многозубки сокращают энергетические расходы во время бескормицы. Изменения касаются и работы нейронов соматосенсорной коры: зимой их активность падает, весной и летом – усиливается.

Одна из самых интригующих загадок – как весной и летом увеличивается число нейронов. Уже давно известно, что у зверей новые нейроны появляются и в довольно зрелом возрасте тоже. Но нейрогенез у взрослых животных происходит всё-таки очень медленно, и только в двух зонах – в гиппокампе и в обонятельной луковице. Многозубки выглядят тут замечательным исключением: новых нейронов у них появляется очень много, и притом не в тех местах, где взрослый нейрогенез идёт у других млекопитающих. Впрочем, как пишет портал The Scientist, новые нейроны у многозубок могут появляться не только из стволовых предшественников, но и в результате превращения других клеток. Так или иначе, здесь следует ждать новых экспериментов.