Как исследователи изучают птичий мозг в действии

Исследователи из отдела биопсихологии Рурского университета в Бохуме (RUB) изучают, как птицы принимают решения и какие области мозга особенно активны при решении задач. Ранее с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) можно было исследовать только анестезированных птиц в пассивных экспериментах. Это делало невозможным изучение мозговых процессов во время активных задач.

Теперь когнитивные нейробиологи из лаборатории биопсихологии создали экспериментальную установку, которая позволяет проводить фМРТ-исследования на бодрствующих голубях и впервые исследовать когнитивные процессы. Результаты были опубликованы онлайн в журнале Nature Communications 18 сентября 2020 года.

Открывание и закрывание клюва

В новой установке животным можно предъявлять задачи, над которыми они активно работают. В это время непрерывно проводятся фМРТ-записи, фиксирующие активность областей мозга, задействованных при обработке задачи. В отличие от фМРТ-исследований на людях, где участтели реагируют нажатием кнопок, голуби реагируют открыванием и закрыванием клюва, что регистрируется датчиком под клювом.

Проверка метода

В тестовом исследовании учёные проверили качество получаемых фМРТ-изображений. Голуби должны были научиться различать два цвета. Животные учились реагировать на появление правильного цвета открыванием клюва и получали награду за правильные ответы. "Это исследование было лишь пробным запуском, чтобы показать, работает ли сканирование бодрствующих и действующих птиц так, как мы ожидали", — объясняет Мехди Бехрузи, первый автор исследования.

Путь открыт для сложных исследований

"Данные фМРТ тестового исследования показали, что даже при выполнении этой простой задачи на различение активируется целая сеть областей в мозге голубя, которую ещё не удавалось представить в полном объёме", — говорит о результатах теста профессор биопсихологии RUB Онур Гюнтюркюн. "Теперь путь открыт для исследований с более сложными когнитивными задачами. Особенно в то время, когда мы с удивлением узнаём всё больше о том, насколько умны птицы, этот прорыв поможет определить мозговую основу этих способностей", — добавляет Гюнтюркюн.

О функциональной МРТ

В функциональной магнитно-резонансной томографии с помощью сильного магнита создаются срезы изображений мозга. Они показывают, насколько хорошо отдельные части мозга снабжаются кислородом. Области мозга, которые очень активны, имеют более низкое насыщение кислородом, чем менее активные области. Таким образом можно увидеть, какие области мозга особенно задействованы при решении задачи.