鸟类如何导航?当他们面对北部时,他们的大脑会做一些令人难以置信的事情。

在Awashima岛的海岸附近,一个两个月大的条纹剪力水鸡挤在其兄弟姐妹上。天气越来越冷。很快,白翅家族将导航OV

在Awashima岛的海岸附近,一个两个月大的条纹剪力水鸡挤在其兄弟姐妹上。天气越来越冷。很快,白翅家族将在4000英里的外国地形和无特色海洋中航行,直到到达澳大利亚。但是,现在,假期必须等待。

Doshisha University和Nagoya大学的一群神经科学家和生态学家接近了洞穴。他们对小鸡的旅行计划有疑问。最值得注意的是,它怎么知道它的去向?

鸟类依靠磁场来导航长距离

这不是科学家第一次要求鸟类的答案。 1942年,威廉·基顿(William Keeton)的父母给了他九岁生日的第一只归巢鸽子。他珍惜那只富豪的鸟和福瓦特的琐事和学校工作来训练鸟。然而,在比赛中,这只鸟很少获胜。如此年轻的这种耻辱只能驱使一个人做一件事:成为科学家。

一件事导致了另一件事,1965年,康奈尔大学生物学教授的基顿(Keeton)将磁铁绑在鸽子上。由于先前的研究表明,有些动物将其身体与磁场保持一致,因此Keeton假设这对于导航很重要。他是正确的。两极分化的鸽子充其量是笨拙的导航器。

在接下来的几十年中,研究人员研究了候鸟如何检测磁场。总的来说,大多数科学家拒绝这样的想法,即鸟类将指南针藏在其翅膀下。当然,那将是愚蠢的。指南针,或更确切地说是一种磁敏感的蛋白质,隐藏在鸟类的眼睛和大脑中。

乍一看,这似乎是故事的终结:鸟类在磁场中导航,它们具有一种特殊的蛋白质,使它们能够检测到磁场。但是,一个问题徘徊:鸟类如何将磁场转化为方向?这是最近的研究背后的科学家,希望条纹的剪水小鸡能回答。检测不足以朝向方向

想象一下在拜访朋友时丢失手机。您的朋友打电话给您的电话。您会听到轻柔的铃声,但无法立即确定它的来源。您向左握住头一点,然后向右握住头。沙发!

在此情况下,耳朵立即检测到响铃手机的声波。但是,手机的位置尚不清楚。大脑分析了每个传入声波的微小差异。收集数据后,它提供了一个方向:“手机朝着沙发方向。换句话说,有三个步骤可以导航:检测地标(声波),将方向分配到地标(沙发 – 往来),并决定要移动哪个方向(朝着沙发)。这是指导您的运动的方向,而不是手机的声音。

磁敏感的蛋白质允许鸟类检测地标(磁场),但是必须有一个分配方向的神经机制。科学家报告说,当动物的头指向特定的基本方向(北,南,东,西)时,头部方向细胞会激活。此外,最近在鸟类的内侧报告了头部方向细胞 – 一个类似于哺乳动物海马或帕拉希帕克群岛的区域,这些区域都参与了分配方向。基于这些先前的研究,条纹shearwater小鸡的询问者假设了内侧。 Pallium负责将方向分配给磁场。

从磁铁到神经学

为了检验他们的假设,科学家需要在鸟类导航时监测内侧pall的活动。因此,他们在鸟类上附上了一个称为“神经学”的轻质设备。 6克设备在野生鸟类探索时无线记录内侧pall的电生理活性。

在实验的第一部分中,小鸟小鸡探索了一个小笼子,该笼子位于其洞穴西南2.5公里(约1.5英里)。科学家发现,当鸟类面向北部时,内侧palli骨中有20%的细胞发射了快速的电信号。但是,当鸟面对其他方向时,没有明显的活动模式。

(顶部)研究人员附上了一个神经记者条纹的剪水雏鸡,并监测了内侧pall的活动,而鸟类则探索了一个笼子。 (底部)在实验的前半段,笼子位于小鸡洞穴的西南2.5公里(约1.5英里),在实验的后半段,笼子北部为1公里(〜0.6英里)。无论笼子位置活动在北方时的位置活动如何最高。 (信用:Susumu Takahashi等人,科学进展。2022)小鸡的洞穴位于笼子的东北,这意味着内侧pallium可能是活跃的,因为这些鸟正面对家。因此,在实验的第二部分中,研究人员将雏鸡移到了一个新的笼子,该笼子位于其洞穴以北1公里(约0.6英里)。当鸟指向北方时,内侧的肿块再次嗡嗡作响。

总的来说,磁敏感的蛋白质检测到磁性波,内侧pallium为这些磁性波分配了一个方向,并且鸟使用这些方向决定去哪里。当然,这突出了一个新的挥之不去的问题:“鸟如何使用这些指示来决定去哪里?”这将需要进一步的审讯。

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