У мозку голубів знайшли нейрони магнітної навігації

Американські біологи виявили у мозку поштових голубів окрему групу нейронів, яка відповідає за обробку даних "біокомпаса", допомагаючи птахам прокладати курс під час перельотів на дальні відстані, орієнтуючись на магнітне поле Землі.

Результати свого дослідження вчені опублікували у журналі Science.

Більшість перелітних птахів вміє "бачити" магнітне поле нашої планети і використовувати його для орієнтації у просторі під час тривалих перельотів. У першому десятилітті 21 століття біологи відкрили залізовмісні клітини у дзьобі голубів, які деякі дослідники вважають "біокомпасом" птахів.

У квітні 2012 року австрійські орнітологи спростували це припущення - біокристали заліза виявилися рештками гемоглобіну з померлих червоних кров'яних клітин, які "з'їли" імунні тільця-макрофаги.

Дейвід Дікман (David Dickman) та Лецін Ву (Le-Qing Wu) із Бейлорського медичного коледжу у місті Х'юстон (США) зробили перший крок до відкриття реального "біокомпаса", виділивши ті частини мозку поштового голуба (Columbia livia), які отримують дані від системи магнітної навігації та обробляють їх.

Дікман і Ву вивчили ті ділянки мозку голубів, які раніше були виділені іншими вченими як можливі компоненти геомагнітної GPS. Такі ділянки розташовані у задніх відділах мозку та у вестибулярних ядрах - центрах орієнтації у просторі та управління рухом кінцівок.

Для аналізу цих ділянок вчені придбали кількох птахів, приспали їх і підключили до їхніх нейронів безліч тонких електродів. Коли їхні підопічні відновилися після операції, автори статті помістили їх у спеціальну клітку, оточену з усіх боків тривимірними магнітами - так званими кільцями Гельмгольца.

Три пари кілець виконували відразу дві функції - вони нівелювали вплив магнітного поля Землі і генерували локальне поле, напрям і силу якого можна було довільно змінювати. Під час експерименту біологи прикріплювали до голови птаха магнетометр, стежили за силою і напрямком поля і записували сигнали, що надходять із мозку голубів.

Дана методика дозволила Дікманн і Ву виділити 53 нейрона у вестибулярних ядрах мозку, які реагували на зміну параметрів магнітного поля. Кожна така клітина була "налаштована" на свій напрям магнітного поля, що імовірно, допомагає птахам досить точно визначати своє місце перебування під час навігації.

За словами біологів, "магнітні" нервові клітини посилювали або зменшували частоту імпульсів залежно від сили поля. Наприклад, магнітне поле силою у 20 мікротесла, відповідне силі магнітної оболонки Землі біля екватора, було нижнім порогом чутливості. Верхньою межею була сила поля у 120 тесла, що приблизно у два рази більше, ніж земний максимум у приполярних регіонах.

Вчені вважають, що їхнє відкриття підтверджує імовірність того, що залізовмісні магніторецептори все-таки існують. Вони вважають, що подібні клітини розташовані у внутрішньому вусі птаха. Подальші дослідження покажуть, як птахи використовують цю інформацію і допоможуть визначити розташування самих магнітних "датчиків", підсумовують автори статті.

Раніше американські вчені виявили, що під час поворотів на великі кути голуби використовують ту саму техніку, що і вертольоти - вони змінюють положення центра ваги свого тіла для управління аеродинамічними силами, що виникають під час заходу на віраж.