Как мозг летучей мыши ориентируется в пространстве
Большинство знаний о гиппокампе — области мозга, связанной с формированием памяти и пространственных представлений, — получено из исследований на грызунах. Однако нейрофизиолог Нахум Улановски и его команда из Института Вейцмана (Израиль) предложили альтернативную модель для понимания навигации млекопитающих: летучих мышей.
Почему летучие мыши?
- Новый взгляд: Хотя у летучих мышей есть те же типы нейронов гиппокампа, что и у крыс, паттерны их активности больше похожи на человеческие.
- Сложная навигация: GPS-трекинг показал, что дикие летучие мыши могут пролетать до 20 км за ночь к конкретному фруктовому дереву, минуя другие доступные источники пищи.
Открытия в трёх измерениях
Исследователи изучали, как мозг кодирует 3D-информацию для навигации:
- Пространственная карта: 3D-модель пространства в мозге летучей мыши имеет сферическую форму.
- Клетки направления головы: Обнаружен новый тип клеток в гиппокампе, которые кодируют ориентацию головы мыши в пространстве, обеспечивая непрерывное осознание её положения.
Навигация к цели
В эксперименте с целью (посадочной площадкой и едой) учёные выяснили, как летучие мыши находят цель, даже когда она скрыта из виду:
- Угол направления к цели: После запоминания местоположения цели летучие мыши стремились к нулевому углу между направлением их головы и целью, то есть "смотрели" на неё мысленно.
- Клетки дистанции: Были идентифицированы клетки гиппокампа, которые избирательно активируются, когда мышь находится на определённом расстоянии от цели, создавая представление о дистанции.
Выводы и перспективы
Исследование Улановского выявило новые типы клеток и функции известных клеток гиппокампа, критически важные для сложной навигации. Однако учёный подчёркивает необходимость дальнейших исследований в естественных условиях:
"Если мы изучаем [мозг] только в очень контролируемых и стерильных условиях, мы можем упустить саму суть того, что пытаемся понять, — поведение".