Нейроны в мозгу птиц кодируют магнитное поле Земли, предоставляя голубям надежный внутренний GPS

Нейроны мозга голубей кодируют направление магнитного поля Земли, наделяя птиц врожденным внутренним...

Нейроны мозга голубей кодируют направление магнитного поля Земли, наделяя птиц встроенная внутренняя система GPS, согласно новому исследованию. Ученым давно известно, что рецепторы внутреннего магнитного поля существуют у многих животных — от птиц до лисы и возможно даже люди — но это первый раз, когда кто-то попытался объяснить структуру мозга, которая действительно может использовать эти рецепторы и обеспечивать чувство направления. Они сделали это, поместив нескольких голубей в темноту и наблюдая за их мозгом.

Запись в Наука, Ле-Цин Ву и Дж. Дэвид Дикман из Медицинского колледжа Бэйлора цитирует предыдущие исследования, выявившие магнитные рецепторы в клюве птиц, а также в других областях у других позвоночных. Они намеревались найти нейронную сеть, отвечающую за понимание этих сигналов.

Работая с семью бодрствующими голубями, исследователи использовали катушку Теслы, чтобы нейтрализовать воздействие магнитного поля Земли и создать искусственное. Они поместили голубей в совершенно темную комнату, чтобы нейтрализовать любые эффекты поляризации света, которые также были обнаружены.

предложил в качестве механизма для возможностей магнитной навигации животных. Они также стабилизировали головы птиц, чтобы они не могли полагаться на сигналы внутреннего уха для определения направления.

Затем Ву и Дикман увеличили магнитное поле, отрегулировав его величину, высоту и другие переменные. Они использовали генный маркер, чтобы определить, когда нейроны активируются, сосредоточив внимание на нейронных областях, которые уже были хорошими кандидатами для такого типа обработки информации. В конечном итоге они обнаружили 53 нейрона в стволах мозга птиц, активность которых значительно возросла. Более того, эти клетки были наиболее чувствительны к диапазонам магнитного поля, соответствующим реальным земным — от 20 микроТлл (мкТл) на магнитном экваторе до более 60 мкТл на магнитных полюсах.

Однако со временем полюса меняются, поэтому исследователи отмечают, что эти нейроны должны быть в какой-то степени адаптируемыми — либо за счет эволюции, либо за счет пластичности мозга.

Что касается происхождения сигналов? Ву и Дикман считают, что магнитная информация передается нейронам через внутреннее ухо, хотя также возможно, что в этом задействованы рецепторы клюва и/или сетчатки.

«[Нейроны] кодируют геомагнитный вектор, который может использоваться нейронной популяцией для вычислительного определения положения птицы и ее направления», — пишут они. Другими словами: нейронная система глобального позиционирования.

Однако то, как именно эти клетки используются для ориентации и навигации, до сих пор остается загадкой.

Исследование появилось сегодня на сайте Научный экспресс и будет опубликован в журнале Наука.

Последнее сообщение в блоге

Зараженная грибком скрипка превзошла Страдивари в тесте на слух
August 15, 2023

Скрипки, сделанные итальянским мастером Антонио Страдивари, стоят миллионы долларов за их непревзойденное звучание. И это... Скрипки, сделанные ит...

Рожденный быть мягким
September 05, 2023

Новая автоматическая коробка передач позволяет новичкам мчаться по дороге, не скрежетая передачами. Инженеры на протяжении десятилетий безуспешно ...

Выдерживает ли «Очистка океана» экспертную оценку?
August 06, 2023

У морских ученых есть серьезные вопросы по поводу краудфандингового проекта по сбору морского пластикового мусора. У голландского студента-инженер...