Вы когда-нибудь представляли себе, как должен выглядеть мир для колибри, летающих со скоростью до 60 миль в час? Согласно новым данным о том, как мозг колибри обрабатывает визуальные сигналы, опубликованным в журнале Current Biology 5 января, вы не можете этого сделать. Это потому, что ключевая область мозга колибри обрабатывает движение уникальным и неожиданным образом.
"У всех четвероногих позвоночных, изученных на сегодняшний день, большинство нейронов в этой [обнаруживающей движение] области мозга настроены на обнаружение движения, идущего сзади, например, при надвигающемся столкновении или при нападении. хищником сзади», - говорит Дуглас Альтшулер из Университета Британской Колумбии.«Мы обнаружили, что эта область мозга реагирует совершенно по-разному у колибри. Вместо того, чтобы большинство нейронов настраивались на движение вперед-назад, почти каждый обнаруженный нами нейрон настраивался в другом направлении. быстрое движение."
Рассматриваемая область мозга известна у птиц как лентиформная мезэнцефалия, или сокращенно LM. (У млекопитающих это называется ядром зрительного тракта.) LM отвечает за обработку визуальных сигналов, посылаемых в мозг, когда изображения перемещаются по сетчатке.
Главный интерес лаборатории Альтшулера заключается в понимании полета. Чтобы понять, как летают птицы, исследователям нужно было понять, как они видят мир. Колибри представляли особый интерес из-за их замечательной способности быстро приближаться, а затем останавливаться, чтобы зависнуть на месте, потягивая нектар в воздухе.
Предыдущие исследования показали, что LM у колибри увеличен по сравнению с другими птицами. Ученые также знали, что колибри отслеживают и корректируют любое незначительное отклонение в своем положении во время парения. Эти результаты заставили исследователей предположить, что мозг колибри может быть специально настроен на улавливание медленных движений.
Чтобы проверить эту гипотезу в новом исследовании, постдокторант и первый автор нового исследования Андреа Геде записала нейронную активность в LM шести колибри Анны и десяти зебровых зябликов, когда птицы наблюдали за движением сгенерированных компьютером точек. различные направления. Вопреки ожиданиям, записи показали, что колибри наиболее чувствительны к быстрому визуальному движению. Более того, в отличие от других птиц, колибри примерно одинаково реагировали на движение в любом направлении. То есть их LM-нейроны не настроены специально на движения в прямом направлении, как у других животных. Исследователи предполагают, что их зрительные способности могут играть роль в динамическом поведении, включая соревновательные взаимодействия, высокоскоростные демонстрации ухаживания и поиск пищи насекомыми.
«Это исследование убедительно подтверждает гипотезу о том, что мозг птиц специализируется на полете и что колибри являются мощной моделью для изучения алгоритмов стабилизации», - говорит Гаэде.
Гаэде говорит, что ее следующим шагом будет исследование свойств отклика других ядер, участвующих в этом пути обработки зрительных движений, с конечной целью понять, как нейронная активность в мозгу колибри преобразуется в конкретное поведение при полете.