Mózgi nietoperzy przewidują ich następny ruch podczas lotu

Dzięki uprzejmości Organizacji Ochrony Nietoperzy; Zdjęcie: Fotografia Steve'a Gettle

Ponad tysiąc gatunków korzysta z echolokacji, ale po milionach lat ewolucji mózgi nietoperzy są szczególnie dobrze zoptymalizowane pod kątem nawigacji.

Nowy papier wydany dzisiaj w Nauka sugeruje, że gdy nietoperze latają, specjalne neurony zwane komórkami lokacyjnymi – znajdujące się w ich hipokampie, części mózgu kontrolującej pamięć – pomagają im przetwarzać kluczowe informacje nawigacyjne na temat ich pozycji nie tylko w chwili obecnej, ale także w przeszłości i przyszłości.

Odkrycie jest dość intuicyjne, ponieważ my, przynajmniej jako ludzie, mamy zdolność myślenia o tym, gdzie będziemy lub gdzie byliśmy, mówi Mikołaja Dotsona , naukowiec projektu w Instytucie Salka i główny autor badania.

Wykorzystując połączenie bezprzewodowych rejestratorów danych neuronowych i systemu śledzenia ruchu złożonego z 16 kamer, Dotson i jego współautor Michał Jarcew, profesor neurobiologii i inżynierii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley zaobserwował sześć egipskich nietoperzy owocożernych w dwóch eksperymentach mających na celu rejestrację wybuchów aktywności nerwowej.

Podczas gdy niektóre nietoperze losowo eksplorowały pomieszczenie pokryte czarną pianką, aby zminimalizować pogłos akustyczny, inne otrzymały zadanie polegające na zbieraniu pokarmu w pomieszczeniach, a jedno szczęśliwe stworzenie zostało nawet przetestowane w obu środowiskach.

Dzięki kilku markerom przymocowanym do głów nietoperzy i mikronapędowi wszczepionemu w ich mózgi, zespół był w stanie zobaczyć niewielkie czasowe zmiany w aktywności neuronowej i zarejestrować interakcje nietoperzy z nowymi bitami informacji przestrzennej.

Powiązana historia

Sekret długiego życia nietoperzy? Nowe badanie sugeruje, że kluczem mogą być białka odporne.

Odkryli, że zarówno podczas losowej eksploracji, jak i podczas nawigacji ukierunkowanej na cel, takiej jak zadanie poszukiwania pożywienia, nietoperze zachowały szczegółową pamięć przestrzenną zarówno środowiska, jak i ścieżek, którymi podróżowały. Próby wykazały również, że nietoperze również mają świadomość przestrzenną swojej przyszłej pozycji.

Mamy neurony, które działają jednocześnie, ale reprezentują różne części większej ścieżki, mówi Dotson. Reprezentuje więc przeszłość, teraźniejszość i przyszłość, a nie tylko teraz.

Możliwość namierzenia ich pozycji w czasie za pomocą tego naturalnego systemu GPS jest jednym z najlepszych narzędzi przetrwania nietoperzy, które pomaga im lokalizować pożywienie i unikać drapieżników.

Różne gatunki mogą w różny sposób oceniać znaczenie przeszłych, obecnych i przyszłych doświadczeń - zauważają autorzy badania. Na przykład w scenariuszu przetrwania, takim jak małpy skaczące między gałęziami drzew, ludzie prowadzący samochód lub zjeżdżający z dużą prędkością na nartach, przyszłe informacje mogą być najważniejsze dla przetrwania.

Nietoperz musi planować zarówno lokalnie w czasie, jak i w przyszłości, aby odnieść sukces w swoich zachowaniach łowieckich, mówi Melville Wohlgemuth, naukowiec z Batlab z University of Arizona. Są to procesy mózgowe, które są również istotne dla naszego życia.

Badanie gatunków innych niż nasz od dawna jest znakiem rozpoznawczym neuronauki, a badanie hipokampa nietoperzy może dać naukowcom lepszy wgląd w to, jak niektóre choroby wpływają na nasz mózg.

Na przykład, dowiedzenie się więcej o nietoperzach może zmienić sposób, w jaki postrzegamy chorobę Alzheimera – zaburzenie mózgu, które powoli niszczy funkcje poznawcze i pamięć. Pacjenci z chorobą Alzheimera mają problem z intuicyjnym poruszaniem się po nowych trasach lub nowych lokalizacjach, nawet jeśli spotkali się z nimi kilka razy.

Ta historia została zaktualizowana 8 lipca, aby wyjaśnić, że nietoperze wyewoluowały miliony lat temu.

ukryć