Hjärnceller bakom aggression kartlagda
Hög aktivitet i en tidigare relativt okänd grupp nervceller i hjärnan kan kopplas till aggressivt beteende i möss, visar en ny studie gjord vid Karolinska Institutet. Med hjälp av optogenetisk teknik kunde forskarna också styra aggression hos mössen genom att stimulera eller hämma dessa celler. Resultaten, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Neuroscience, ökar förståelsen för de biologiska mekanismerna bakom aggressivt beteende.
Aggression är ett beteende som återfinns på alla nivåer i djurriket och som formar människors liv från tidiga möten i sandlådan till – i värsta fall – väpnade, globala konflikter. Som alla beteenden har aggression sitt ursprung i hjärnan. Men vilka hjärnceller (neuron) som är inblandade, och hur deras egenskaper bidrar till de stereotypa uttrycksmönster som konflikter mellan individer ofta yttrar sig i, är ännu i stora delar okänt. Forskare vid Karolinska Institutet visar nu att en tidigare relativt okänd grupp nervceller i den så kallade ventrala premammillära kärnan (PMv) i hypotalamus, en evolutionärt välbevarad del av hjärnan som styr många av våra grundläggande drifter, spelar en central roll för att initiera och organisera aggressivt beteende.
Kunde styra mössens beteende
Forskarna studerade mushannar, och fann att de djur som uppvisade aggression när en ny hanne placerades i deras hembur också hade en högre aktivitet i sina PMv-neuron. Genom att aktivera PMv med hjälp av optogenetisk teknik, där levande nervceller styrs med hjälp av ljus, kunde forskarna även starta ett aggressivt beteende i situationer där djuren normalt inte går till attack, och genom att hämma PMv-cellerna kunde en pågående attack plötsligt avbrytas.
Kartläggning av PMv-cellerna visade också att de var kopplade till flera andra hjärnregioner, till exempel belöningscentrum.
– Det kan förklara varför möss naturligt söker sig till en plats där de tidigare upplevt en aggressionssituation. Vi fann också att en kort aktivering av PMv-cellerna kan starta en urladdning som pågår under lång tid. Och detta känner vi ju igen – efter ett bråk finns ofta konfliktkänslan kvar en lång stund efter att grälet slutat, säger Stefanos Stagkourakis, doktorand vid institutionen för neurovetenskap på Karolinska Institutet och försteförfattare till studien.
Fastställer hierarki i gruppen
Aggression mellan hanmöss är ofta ritualiserat och syftar vanligen inte till att mössen ska skada varandra utan mer till att avgöra vem som är starkast och på så sätt fastställa en hierarki inom gruppen. Detta kan experimentellt undersökas i det så kallade tubtestet, där två möss får mötas i en trång korridor och forskarna iakttar vem av dem som backar, och vem som trycker på. Genom att hämma PMv-cellerna i en dominant hanne, och stimulera samma celler i en undergiven hanne, kunde forskarna ändra det hierarkiska förhållandet dem emellan.
– Ett av de mest överraskande fynden i vår studie var att de ombytta rollerna efter en kort manipulering av PMv-aktiviteten under ett möte kvarstod upp till två veckor senare, säger Christian Broberger, docent vid institutionen för neurovetenskap och huvudansvarig för studien.
Forskarna hoppas att resultaten kan bidra till nya strategier för att hantera aggression.
– Aggressivt beteende orsakar fysiska skador och långvariga psykiska trauman för många människor med kostbara konsekvenser för samhällets struktur och ekonomi. Vår studie bidrar med grundläggande biologisk kunskap om dess ursprung, säger Christian Broberger.
Forskningen finansierades av Europeiska forskningsrådet ERC, Vetenskapsrådet, Hjärnfonden, Novo Nordisk Fonden och Strategiska forskningsprogrammet i diabetes vid Karolinska Institutet.
Publikation
“A neural network for intermale aggression to establish social hierarchy”
Stagkourakis S, Spigolon G, Williams P, Protzmann J, Fisone G, Broberger C
Nature Neuroscience, online 25 maj 2018, doi: 10.1038/s41593-018-0153-x