Исследование специалистов Колумбийского университета раскрывает связь между зрением и пространственной памятью. Ученые провели эксперименты на птицах, чтобы понять, как мозг позволяет им ориентироваться на местности.
За пространственную память в мозге отвечает гиппокамп. Именно его клетки активируются, когда животное или человек попадают в какое-то место. Ранее ученые проводили опыты с приматами, однако записи обычно делались с неподвижными животными. При экспериментах с грызунами отследить движение взгляда животных было сложно, поэтому кодирование пространственной ориентации в мозге при взгляде издалека ранее подробно не исследовалось.
Американские исследователи провели эксперимент на синицах — черноголовых гаичках, известных своей сообразительностью и умением делать тайники с припасами. В отличие от грызунов, у этих птиц активное и контролируемое зрение. Испытания проводили на небольшой арене с пятью кормушками.
На голову каждой гаички прикрепили светоотражающие маркеры (при движении головы их фиксировали камеры), а в гиппокамп внедрили крошечные зонды (они записывали активность нейронов). Птицам подавали световой сигнал на нужную кормушку и фиксировали их реакцию. В режиме реального времени исследователи увидели, что происходит в голове птицы, когда она ищет цель.
Ученые заметили, что на любое движение взгляда активно реагировали клетки мозга, отвечающие за местоположение. Записи 1929 нейронов показали, что 62% были настроены на локацию птицы во время перелета, а 57% реагировали на направление взгляда во время визуального поиска. Из тех нейронов, которые были настроены на место, 75% показали настройку взгляда.
Нейронные реакции во время движения головы были двухфазными: ранний возникал еще до того, как взгляд падал на цель, поздний — соответствовал визуальному контакту. То есть место возникало в памяти синицы еще до того, как птица на него смотрела.
Результаты показали, что движения головы синхронизируют нейронную активность, связанную с памятью, несколько раз в секунду. Кодирование места и взгляда — единый процесс, через который гиппокамп дает представление о месте. Это говорит о том, что у птицы формируются пространственные воспоминания, когда птица находится в самой точке и когда просто смотрит на нее издалека. Исследование дает возможность по-новому посмотреть на устройство пространственной памяти и ее связь со зрением.
Ранее Наука Mail рассказывала, как птицы-паразиты узнают, кто они, без помощи родителей.