Мозг летучих мышей раскрыл глобальный нейронный компас, не зависящий от луны и звезд

Исследователи из Института Вейцмана впервые в истории записали нейронную активность млекопитающих в дикой природе. Исследование проводилось на острове Лэтэм у побережья Танзании.

Экспедиция на изолированный остров

  • Профессор Нахум Улановски и его команда выбрали для эксперимента удаленный, лишенный растительности остров Лэтэм.
  • В 2023 и 2024 годах они доставили на остров оборудование, включая крошечные устройства для записи активности мозга и GPS-координат.
  • Шести местным фруктовым летучим мышам имплантировали устройства, а затем выпускали их по одной на 30–50 минут каждую ночь.

Открытие глобального нейронного компаса

Во время полетов ученые записали активность более 400 нейронов в областях мозга, связанных с навигацией.

  • Было обнаружено, что клетки направления головы создают у мышей «внутренний компас»: определенная группа нейронов активируется, когда голова мыши смотрит в конкретном направлении (например, на север).
  • Компас оказался глобальным и единообразным для всего острова: конкретные клетки всегда указывали одно и то же направление, независимо от местоположения мыши на острове, направления береговой линии, скорости или высоты полета.
  • Стабильность компаса вырабатывалась постепенно, в течение нескольких ночей обучения, что указывает на использование локальных ориентиров (скалы, валуны), а не магнитного поля Земли.

Независимость от небесных тел

  • Записи активности клеток направления головы до и после восхода луны не показали изменений.
  • Внутренний компас мышей оставался стабильным и точным, независимо от того, были ли луна и звезды видны или скрыты облаками.
  • Это доказывает, что луна и звезды не являются необходимыми для навигации летучих мышей. Однако ученые допускают, что небесные тела могут использоваться для начальной калибровки компаса по отношению к наземным ориентирам.

Значение исследования

  • Клетки направления головы — это эволюционно консервативный, базовый навигационный механизм у млекопитающих, включая человека.
  • Изучение того, как эти механизмы работают в естественных условиях, помогает понять, как они могут нарушаться, например, при нейродегенеративных заболеваниях вроде болезни Альцгеймера.
  • Работа демонстрирует важность проверки лабораторных знаний в условиях дикой природы.