Sikspārņu smadzenes prognozē viņu nākamo kustību lidojuma laikā

Ar Sikspārņu aizsardzības organizācijas pieklājību; Foto: Steve Getle Photography

Vairāk nekā tūkstotis sugu izmanto eholokāciju, taču pēc miljoniem gadu ilgas evolūcijas sikspārņu smadzenes ir īpaši labi optimizētas navigācijai.

Jauns papīrs izlaists šodien Zinātne liecina, ka sikspārņiem lidojot, īpaši neironi, kas pazīstami kā vietas šūnas, kas atrodas viņu hipokampā, kas ir smadzeņu daļa, kas kontrolē atmiņu, palīdz tiem apstrādāt galveno navigācijas informāciju par viņu stāvokli ne tikai šajā brīdī, bet arī pagātnē un nākotnē.

Atklājums ir intuitīvs, jo mēs, vismaz kā cilvēki, spējam domāt par to, kur mēs būsim vai kur esam bijuši, saka. Nikolass Dotsons , projekta zinātnieks Solkas institūtā un pētījuma galvenais autors.

Izmantojot bezvadu neironu datu reģistrētāju un kustības izsekošanas sistēmas, kas izgatavota no 16 kamerām, kombināciju, Dotsons un viņa līdzautors Mihaels Jartsevs, neirobioloģijas un inženierzinātņu profesors UC Berkeley, novēroja sešus ēģiptiešu augļu sikspārņus divos eksperimentos, kuru mērķis bija reģistrēt nervu darbības uzliesmojumus.

Lai gan daži no sikspārņiem nejauši pētīja telpu, kas pārklāta ar melnām putām, lai samazinātu akustisko atbalsi, citiem tika dots barības meklēšanas uzdevums, kas ietvēra iekštelpu barotavas, un viens laimīgais dzīvnieks pat tika pārbaudīts abās vidēs.

Izmantojot dažus marķierus, kas piestiprināti pie sikspārņu galvām, un smadzenēs implantēto mikrodziņu, komanda varēja redzēt nelielas nervu darbības laika izmaiņas un reģistrēt, kā sikspārņi mijiedarbojas ar jauniem telpiskās informācijas fragmentiem.

Saistīts stāsts

Sikspārņu ilgā mūža noslēpums? Jauns pētījums liecina, ka izturīgie proteīni var būt galvenais.

Viņi atklāja, ka gan nejaušā izpētē, gan mērķtiecīgas navigācijas laikā, piemēram, barības meklēšanas uzdevumā, sikspārņi saglabāja detalizētu telpisko atmiņu gan par vidi, gan par ceļiem, ko viņi ceļoja. Izmēģinājumi arī atklāja, ka sikspārņiem ir arī telpiskā izpratne par savu nākotnes pozīciju.

Mums ir neironi, kas visi vienlaikus šauj, bet pārstāv dažādas lielāka ceļa daļas, saka Dotsons. Tātad tas pārstāv pagātni, tagadni un nākotni, nevis tikai tagadni.

Spēja noteikt savu atrašanās vietu laika gaitā, izmantojot šo dabisko GPS sistēmu, ir viens no labākajiem sikspārņu izdzīvošanas rīkiem, kas palīdz tiem atrast barību un izvairīties no plēsējiem.

Pētījumā atzīmēts, ka dažādas sugas var dažādos veidos nosvērt pagātnes, tagadnes un nākotnes pieredzes nozīmi. Piemēram, tādā izdzīvošanas scenārijā kā pērtiķi, kas lec starp koku zariem vai cilvēki, kas brauc ar automašīnu vai lielā ātrumā slēpo no kalna, nākotnes informācija var būt vissvarīgākā izdzīvošanai.

Sikspārnei ir jāplāno gan lokāli laikā, gan nākotnē, lai gūtu panākumus medību uzvedībā, saka Melvils Volgemuts, Arizonas universitātes Batlab pētnieks. Tie ir smadzeņu procesi, kas attiecas arī uz mūsu dzīvi.

Citu sugu, izņemot mūsējo, izpēte jau sen ir bijusi neirozinātnes iezīme, un sikspārņu hipokampu izpēte varētu dot zinātniekiem plašāku ieskatu par to, kā noteiktas slimības ietekmē mūsu smadzenes.

Piemēram, uzzinot vairāk par sikspārņiem, var mainīties mūsu skatījums uz Alcheimera slimību — smadzeņu darbības traucējumiem, kas lēnām iznīcina kognitīvās funkcijas un atmiņu. Alcheimera slimniekiem ir grūtības intuitīvi orientēties jaunos maršrutos vai vietās, pat ja viņi ar tiem ir saskārušies vairākas reizes.

Šis stāsts tika atjaunināts 8. jūlijā, lai precizētu, ka sikspārņi attīstījušies pirms miljoniem gadu.

paslēpties