Нейрологер считывает активность мозга птиц в полете

Исследователи, использовавшие специально разработанный "нейрологер" для записи активности мозга голубей в полете, получили новые данные о том, что происходит в сознании птиц при пролете над знакомой местностью. Результаты опубликованы 25 июня онлайн в журнале Current Biology (Cell Press). По словам ученых, это первое исследование, в котором одновременно регистрировалась электрическая активность мозга и крупномасштабные навигационные движения свободно летящих птиц.

"Мы успешно применили электрофизиологические методы, ранее использовавшиеся для исследования функций мозга в лаборатории, к свободно летящей птице в природе", — заявил Алексей Высоцкий из Университета Цюриха. "Этот подход выявил места, представляющие интерес для голубей, и характер активации их мозга в таких местах".

Почтовые голуби обладают удивительной способностью находить дорогу домой. Считается, что птицы полагаются на положение солнца, магнитное поле Земли и острый нюх, но источники их навигационных навыков все еще обсуждаются.

Над знакомой местностью голуби также используют визуальные ориентиры. Чтобы узнать больше о реакции птиц на визуальные стимулы, команда Высоцкого разработала миниатюрное устройство-нейрологер для записи и хранения сигналов ЭЭГ, отражающих активность нейронов. Сеанс записи с устройством весом всего 2 грамма может длиться несколько дней, при этом траектории полета птиц отслеживались с помощью GPS.

Исследователи получили базовые данные, записав активность мозга птиц в лаборатории и при полете над относительно однообразным открытым морем. Затем они наблюдали за голубями с нейрологе-рами, летящими над местностью, включавшей знакомые и другие значимые ориентиры.

Когда голуби пролетают над визуальными ориентирами, их мозг демонстрирует двухфазную картину активации: высокочастотные осцилляции, за которыми следует среднечастотная активность. "Среднечастотная активность была наиболее надежным индикатором визуальной стимуляции", — сказал Высоцкий. "Когда голубь смотрел на что-то с вниманием, эта активность возрастала".

Высокочастотные мозговые волны показали еще более интригующую картину. Такой тип активности, по-видимому, отражал историю полета птиц и их узнавание мест, которые они посещали ранее. "Другими словами, активация этих осцилляций может быть связана с обработкой памяти или другими высшими функциями мозга".

Интересно, что записи мозга показали необычный интерес голубей к нескольким местам, не имевшим очевидного отношения к поиску пути домой. При дальнейшем расследовании в одном из таких мест исследователи обнаружили ферму и загон для скота, а в другом — ближайший амбар. "Загадка была решена посещением этих мест", — сказал Высоцкий. В обоих местах были колонии диких голубей, что придавало им особое значение для птиц.

По словам исследователей, эту же технику можно использовать для выявления значимых мест для других видов в их естественной среде и для понимания паттернов мозговой активности, связанных с такими местами. Это направление исследований "может помочь понять, как работает [животный] мозг в реальном мире".

Источник: Cell Press (news : web)