Drozofila. Autor: Muhammad Mahdi Karim / Wikipedia. Volné dílo

U nás organismů už je to tak zařízeno, že vnímáme co se okolo nás děje. Podle toho, co nám hlásí senzory, upravujeme svou fyziologii i chování a většinou jde o volbu jednoduchou - jakési ano/ne. Když se ale sejde více podnětů, dojde na to, čemu se učeně říká rozhodovací proces. Tak tomu je, když se semele únava s příležitostí k sexu. Aby výzkumníci přišli na to, jak si život s tak zapeklitou situací s dalekosáhlými důsledky poradí, podívali se do mozku muškám. Drozofily na tom s IQ nejsou zrovna slavně, a tak se u nich snadněji zjišťuje, kde se jim do chování v mozku plete genetika. Nevýhodou u nich je, že mozek je titěrný, a tak se muselo tentokrát spojit vybavení a síly čtyř špičkových pracovišť. Tří amerických: Yale University (Connecticut, USA),  Janelia Research Campus of the Howard Hughes Medical Institute (Maryland, USA) a University of San Diego (Kalifornie, USA). A jednoho čínského: Southeast University.

Chování mušek řídí neurální obvody na základě impulsů, které dostávají od receptorů reagujících na přítomnost některých látek v prostředí. U mnohých těchto reakcí se již podařilo nejen odhalit geny, bez jejichž přispění by receptory nebyly schopny látku zaznamenat, ale i konkrétní lokalitu v mozku, která se pak danou záležitostí zabývá, bere ji v potaz a případně zprostředkovává nějakou reakci. I v mozku jde o geneticky předurčené soubory neuronů. Kdy a na co reagují, je prozradí jejich elektrická aktivita. Tu lze zviditelnit optickými technikami. Pomalu se tak daří pronikat do tajů vnitřního jazyka mozku. (Kredit. Nitabach Lab)

O mozku drozofil se toho ví už hodně. Například kde je sídlo řídicí cirkadiální rytmus, které lokality řídí spánek a také se již delší dobu ví,  že spánek mušek a mušáků je „jaksi jiný“. Ale proč, a co v tom má prsty, se nevědělo.  Americko-čínský kolektiv s naprostou početní převahou Číňanů se pustil do práce týráním samečků. Po osmi a dokonce šestnáctihodinové spánkové deprivaci, kdy už sotva pletli nohama, je dávali do společnosti drozofilích panen. Často dokonce dekapitovaných a rozšmelcovaných, protože i tak prý plnily svůj feromonový úkol dostatečně. Pak sledovali, zda se unavení samečci zmůžou na zásnubní tanečky a co se jim při tom honí v mozku.  Vyzkoumali, co se dalo čekat. Že totiž u samečků potřeba spánku tlumí jejich sexuální chování. A že k tomu dochází potlačením aktivity samčích specifických neuronů (P1). Samičky ale žádné takové potlačování choutek nemají, a tak se nelze divit, že ani spánková deprivace jejich sexuální chování tento neuro-obvod netlumí a „chtějí“ prakticky setrvale.

Michael N Nitabach, profesor buněčné a molekulární fyziologie a profesor genetiky, Yale.

Když se vrátíme k problému samečků, tak by pro ně oddávat se spánku místo namlouvacího rituálu nebyl ten nejlepší způsob, jak se stát otcem a předat geny. Naštěstí to mají zařízeno tak, že spánek jim řídí jiný neuronální obvod. Ale to podstatné na tom všem je, že je s tím „sexu chtivým“ obvodem v těsném kontaktu. A tak je excitace obou drah společná. Ba co víc, obvod spánkový je tomu zajišťujícímu námluvy podřízen. Výsledkem je, že když se v blízkosti mušáka ukáže sukně, a není-li  únava doslova smrtelná, jde u nich do značné míry stranou.

U samiček se jejich neustále kladný vztah k sexu vysvětluje podstatně hůř. Je to tak trochu záhada, protože jim tento typicky samčí neuronální obvod (se společnou excitační dráhou pro spánek a námluvy) chybí a přesto jsou svolné k samčím návrhům také, i když už sotva pletou nohama. Vědci si to vysvětlují tím, že sex je pro ně mnohem jednodušší a energeticky nenáročná záležitost. V praxi jde vlastně jen o to, se na chvilku v chůzi pozastavit a trošku se při tom sehnout. Za jejich stálou ochotou by prý mohlo být to, že si nemohou dovolit kvůli únavě přenechat vhodného nápadníka nějaké jiné. Další šamstr by se totiž už nemusel naskytnout.

Takto „svítí“ neurony P1 samečkům při námluvách. Kredit: Dandan Chen et.al., 2017.

Kromě toho, že samičkám únava na jejich vstřícnosti nijak neubírá, vědci při šmírování přišli i na další věci, které svým učeným žargonem složitě popisují. Například že zatímco vzrušení samečci mají špatné spaní a přijdou o část svých choutek, sexuálně vzrušeným samičkám se spí dobře a spí déle, než samci.  Všechno se to ale dá pro nás laiky shrnout do jedné věty: Drozofilí samičky nikdy nebolí hlava.

K čemu jsou takové pokusy dobré?  Pesimisté jsou toho názoru, že vědět, že P1 neurony propagují samčí námluvy a PCD neurony ochotu samiček, nebo že aktivace PC1 samcům spánek zahání, ale samičkám podporuje, je k ničemu.  Optimisté v tom spatřují poznatek, který by mohl být k užitku například v případech, kdy je pacientovi potřeba  na nějakou dobu „sundat z hodin závaží“ a přenastavit cirkadiální rytmy. Nebo také jak a na které nervy zabrnkat v případech chronického únavového syndromu. Případně jak s pomocí knokautu tří genů (obdobou muších Nsf2, Syx8, and unc-13) extrémní vybuzení zrušit a spánek „naordinovat“. Možná by se v budoucnu  mohl k něčemu hodit i poznatek, že DN1 neurony potlačují spánek prostřednictvím sekrece neuropeptidového diuretického hormonu 31 (Dh31), a že ten má pod palcem probouzení. Realisté si nejspíš jen řeknou, že snad někdy ve vzdálené budoucnosti bychom přece jen mohli řeči mozku a tomu, jak se jeho různé oblasti spolu domlouvají, porozumět.

Závěr

Podařilo se prokázat, že sex a spánek mají u mušek na starosti dvě různá mozková centra. Že mezi nimi existuje funkční propojení a že chování, kterému je dána (biologickým pudem, nebo chcete-li geneticky) nejvyšší priorita, potlačuje chování, které řídí centrum podřízené. Vědci si myslí, že s tím potlačováním pudů by mohlo jít o obecný fenomén a že by muži a ženy také mohli mít v mozku sex zadrátovaný každý jinde. Ale říkají to jen v náznacích a opatrně. V diskusích k článku se začíná spekulovat, že asi proto, že vyjadřovat se o odlišnosti fungování lidských mozků, je genderově velmi tenký led, zvláště v Americe. A o možnosti, že by se v mozku mohla najít ještě třetí škatulka, která by stigmatizovala služebníky instituce, na něž se v poslední době valí jeden pedofilní malér za druhým, ani nemluvě.       

Video: Lighting a path to understanding the brain's 'language'


Literatura

Dandan Chen, Divya Sitaraman, Nan Chen, Xin Jin, Caihong Han, Jie Chen, Mengshi Sun, Bruce S. Baker,  Michael N. Nitabach,Yufeng Pan.: Genetic and neuronal mechanisms governing the sex-specific interaction between sleep and sexual behaviors in Drosophila,  Nature Communications 8, 154
Yale University