Группа ученых смогла впервые в истории записать активность отдельных нейронов в мозге млекопитающего, свободно перемещающегося в дикой природе. Их подопытными стали летучие мыши. Исследование было опубликовано в журнале Science.
Ученые впервые «увидели», как мозг летучей мыши ориентируется в дикой природе
Как мозг составляет карту местности, чтобы человек или животное могли ориентироваться? Этим вопросом задаются ученые долгие годы. Впервые им удалось записать активность отдельных нервных клеток в мозге млекопитающего, свободно перемещающегося в дикой природе.
Freepik
Как проходил эксперимент
Все наблюдение за летучими мышами происходило на острове Латам, расположенном в 40 км от побережья Танзании. Это место идеально подошло благодаря скалистой поверхности примерно в семь футбольных полей и тому, что оно было абсолютно необитаемым. Туда ученые свезли огромное количество оборудования: от палаток до сверхсложной научной аппаратуры.
На материке, в Танзании, в качестве лаборатории исследователи арендовали здание в ветеринарном институте. Они выбрали шесть местных фруктовых летучих мышей и имплантировали им в мозг крошечные устройства, которые записывали активность отдельных нейронов в областях мозга, отвечающих за навигацию.
Затем каждую ночь на острове ученые выпускали по одной летучей мыши на 30-50 минут. Пока животное летало над скалами и океаном, крошечное устройство в его голове записывало активность более 400 нейронов и передавало на приемник ученым.
Что увидели исследователи
Ученые обнаружили в мозге летучих мышей особые нервные клетки, которые они назвали «клетками головного направления». Оказалось, что каждый раз, когда летучая мышь летала, например, строго на север, в ее мозге активировалась одна и та же конкретная группа нейронов. Когда она поворачивала на восток — другая.
Более того, где бы на острове не находилось животное одни и те же нейроны всегда указывали на одно и то же направление. Эта система не сбивалась, даже когда мышь меняла скорость или высоту полета.
Графическая аннотация исследования
Что служило ориентиром
Сперва ученые подумали о магнитном поле Земли. Им пользуются перелетные птицы. Однако в первые ночи «компас» летучих мышей был нестабильным. Если бы они использовали магнитное поле, система бы работала идеально сразу.
Затем появилась версия о Луне и звездах. Однако, сравнив активность нейронов до и после восхода луны, а также в ясные и облачные ночи, ученые не обнаружили никакой связи.
А потому самая вероятная версия — визуальные ориентиры. Остров Латам, несмотря на свой небольшой размер, имеет рельеф. Ученые предполагают, что летучие мыши, у которых очень острое зрение, за несколько ночей могли запомнить скалы и валуны, составив по ним карту.