Новый тип нейронов, которые запоминают угол и расстояние до цели у летучих мышей, открыли ученые из Научного института Вайцманна в Израиле, сообщает Nature со ссылкой на статью в журнале Science.
Новый тип нейронов назвали «векторными клетками» (vector cells). Это ключевая структура, образующая навигационную систему в мозге млекопитающих, которую ученые искали годами.
Ученым уже известно несколько групп клеток, которые участвуют в навигации летучих мышей. Например, клетки места или клетки направления головы. См. подробнее об этом в статье «3D-навигация и эхолокация у летучих мышей». А векторные клетки отслеживают пространственные перемещения животного. Открытие стало сюрпризом для ученых, учитывая как хорошо исследована навигационная система у летучих мышей.
Открытие стало возможно благодаря оригинальной схеме эксперимента. Большинство исследователей навигации летучих мышей проводили эксперименты с животными, летящими близко к стенам. А в новой работе под руководством Нахима Улановски (Nachum Ulanovsky) ученые изучали животных в центре комнаты. Они взяли египетских фруктовых летучих мышей Rousettus aegyptiacus. Их головы достаточно большие, чтобы нести экспериментальное оборудование во время полета к насесту, помещенному в центре комнаты. На насесте прикрепили банан — любимое лакомство этих мышей.
Небольшие устройства прикрепили на черепе трех мышей, чтобы проследить путь полета и собрать данные с электродов, имплантированных в гиппокамп. Ученые спланировали эксперимент так, чтобы фиксировать одни и те же активированные нейроны, какое бы направление не выбирали мыши.
В одном эксперименте ученые наблюдали 309 нейронов у трех летучих мышей. Примерно одна треть этих нейронов представляла собой простые клетки, активированные когда мыши летели к определенной точке. А 58 нейронов были настроены на запоминание угла полета. Большинство этих векторных клеток максимально активировались, когда мыши направлялись напрямую к насесту. 45 клеток реагировали на расстояние до цели и работали «на максимуме» в двух метрах от нее. 24 клетки реагировали как на угол, так и на расстояние.
Затем ученые спрятали фрукт, чтобы имитировать природные условия. Это позволило установить, что новые клетки задействуют скорее память, нежели чувства.
Новые открытия заставят нас заново изучить, как работает навигационная система у животных в целом. Ученые планируют найти такие же векторные клетки у крыс.
[Иллюстрация: Haim Ziv]
