В мозге голубей нашли нейроны магнитной навигации

Американские биологи обнаружили в мозге почтовых голубей отдельную группу нейронов, которая отвечает за обработку данных "биокомпаса", помогая птицам прокладывать курс при перелетах на дальние расстояния, ориентируясь на магнитное поле Земли.

Результаты своего исследования ученые опубликовали в журнале Science.

Большинство перелетных птиц умеет "видеть" магнитное поле нашей планеты и использовать его для ориентации в пространстве при длительных перелетах. В первом десятилетии 21 века биологи открыли железосодержащие клетки в клюве голубей, которые некоторые исследователи посчитали "биокомпасом" птиц. 

В апреле 2012 года австрийские орнитологи опровергли это предположение - биокристаллы железа оказались останками гемоглобина из умерших красных кровяных клеток, которых "съели" иммунные тельца-макрофаги.

Дейвид Дикман (David Dickman) и Лэцин Ву (Le-Qing Wu) из Бейлорского медицинского колледжа в городе Хьюстон (США) сделали первый шаг к открытию реального "биокомпаса", выделив те части мозга почтового голубя (Columbia livia), которые получают данные от системы магнитной навигации и обрабатывают их.

Дикман и Ву изучили те регионы мозга голубей, которые ранее были выделены другими учеными как возможные компоненты геомагнитной GPS. Такие области находятся в задних отделах мозга и в вестибулярных ядрах - центрах ориентации в пространстве и управления движением конечностей.

Для анализа этих регионов ученые приобрели нескольких птиц, усыпили их и подключили к их нейронам множество тонких электродов. Когда их подопечные восстановились после операции, авторы статьи поместили их в специальную клетку, окруженную со всех сторон трехмерными магнитами - так называемыми кольцами Гельмгольца.

Три пары колец исполняли сразу две функции - они подавляли магнитное поле Земли и генерировали локальное поле, направление и силу которого можно было произвольно менять. Во время эксперимента биологи прикрепляли к голове птицы магнетометр, следили за силой и направлением поля и записывали сигналы, поступающие из мозга голубей.

Данная методика позволила Дикману и Ву выделить 53 нейрона в вестибулярных ядрах мозга, которые реагировали на изменение параметров магнитного поля. Каждая такая клетка была "настроена" на свое направление магнитного поля, что вероятно, помогает птицам достаточно точно определять свое положение при навигации.

По словам биологов, "магнитные" нервные клетки усиливали или уменьшали частоту импульсов в зависимости от силы поля. К примеру, магнитное поле силой в 20 микротесла, соответствующее силе магнитной оболочки Земли у экватора, было нижним порогом чувствительности. Верхним пределом была сила поля в 120 тесла, что примерно в два раза больше, чем земной максимум в приполярных регионах.

Ученые полагают, что их открытие подтверждает вероятность того, что железосодержащие магниторецепторы все же существуют. Они полагают, что подобные клетки расположены во внутреннем ухе птицы. Дальнейшие исследования покажут, как птицы используют эту информацию и помогут определить расположение самих магнитных "датчиков", заключают авторы статьи.

Ранее американские ученые обнаружили, что при поворотах на большие углы голуби используют ту же технику, что и вертолеты - они изменяют положение центра тяжести своего тела для управления аэродинамическими силами, возникающими при заходе на вираж.

корреспондент