Израиль: раскрыта тайна мозгового 3D-компаса

Пилоты, перед тем как подняться в небо, проходят подготовку, чтобы защитить себя от головокружения – иначе, внезапно оказавшись в движении вертикальном направлении, они не смогут сразу определить где верх, а где низ.

Путаница в направлениях может произойти с человеком, выходящим из метро – в течение нескольких минут он может не понимать, в какую сторону идти, пока не восстановится его чувство направления.

Как полагают ученые, в подобных случаях дезориентация вызвана временной неисправностью «механизма» мозга, который действует в качестве трехмерного (3D) компаса.

Израильские исследователи из Института Вейцмана впервые продемонстрировали миру существование такого 3D компаса в мозге млекопитающих.

Недавние исследования показали, что мозг летучей мыши содержит нейроны, которые влияют на определенные стороны головы животного и поэтому могут обеспечить его навигацию в 3D-пространстве.

Навигация опирается на пространственную память – память прошлого опыта, полученного разных местах. Эта память формируется в основном в глубинной структуре мозга под названием гиппокамп.

У млекопитающих, три типа клеток головного мозга, расположенных в разных районах гиппокампа. Они образуют ключевые компоненты системы навигации.

Два типа этих клеток работают как GPS, что позволяет животным следить за своим положением; и один тип клеток отвечает за нахождение точки головы животного в определенном направлении, и действует как компас.

Для изучения функционирования трех типов клеток головного мозга животных в трех измерениях, исследователи из института Вейцмана разработали устройство слежения, которое позволяло им осуществлять видео-мониторинг всех трех углов поворота головы и наблюдать за движениями египетских фруктовых летучих мышей.

В то же время активность нейронов летучих мышей контролировали с помощью микро-электродов, имплантированных в их головах.

Записи, сделанные с помощью этих микро-электродов, показали, что в определенном субрегионе гиппокампа, нейроны настроены на конкретный 3D угол головы; некоторые нейроны активизировались только тогда, когда голова животного была повернута на этот угол 3D.

Хотя исследование было проведено на летучих мышах, ученые полагают, что его результаты актуальны также в отношении нелетающих млекопитающих, включая белок, обезьян и человека.

По материалам англоязычной прессы