Мозг млекопитающих плохо определяет их положение в пространстве и расстояние до предметов по вертикали, показали ученые. Это делает крыс и некоторых других животных плохими скалолазами.
О результатах исследования, опубликованных в журнале Nature Neuroscience, сообщает РИА Новости. Группа под руководством Кэтрин Джеффери (Kathryn Jeffery) из Университетского колледжа Лондона пришла к такому выводу, изучив активность некоторых участков гиппокампа в мозге крыс, взбиравшихся по альпинистской стенке и по спиральной лестнице.
В 1971 году Джон О'Киф (John O'Keefe) и Джонатан Достровски (Jonathan Dostrovsky) установили, что гиппокамп является центром пространственной ориентации у млекопитающих. В «центре навигации» работают два типа нейронов - нейроны места и координатные нейроны. Нейроны места отвечают за определение положения в пространстве, а координатные нейроны - за определение расстояния до объектов. Такая система приспособлена для определения положения объектов в двумерном пространстве, но не совсем ясно, как она функционирует в трехмерном мире. В этом и пытались разобраться авторы исследования.
В ходе первого эксперимента крысы взбирались по альпинистской стенке. Чтобы стимулировать животных к скалолазанию, биологи положили корм на некоторые из ступенек. Во время движения крыс ученые замеряли «вертикальную» и «горизонтальную» активность нервных клеток гиппокампа. Выяснилось, что нейроны места реагировали на перемещение по вертикальной оси, хотя фиксировали положение менее четко, чем на горизонтальной поверхности. Координатные клетки гораздо хуже справлялись с определением расстояния - их точность ухудшалась примерно в три раза.
Второй опыт, в котором крысы взбирались по спиральной лестнице, был значительно сложнее для мозгового «центра навигации». Такое движение требует ориентации сразу по трем осям координат, а не по двум, как в предыдущем эксперименте. Нейроны места фиксировали позицию на каждом витке спирали, но их точность была ниже, чем на плоской поверхности. Координатные нейроны сработали так же плохо, как в предыдущем эксперименте, при этом они совершенно не фиксировали, на каком уровне спирали находится крыса.
Джеффери и ее коллеги предполагают, что подобное ухудшение восприятия расстояния и положения может быть вызвано тем, что относительная высота тела крысы различалась при вертикальном и при горизонтальном движении.
Возможно, «центр навигации» не способен эффективно оценивать перемещение животного по оси, перпендикулярной поверхности Земли - естественной плоскости движения. Как отмечается в статье, наш «внутренний компас» работает так же, как и настоящий магнитный: он может указать наше положение на карте, но не способен определить высоту, на которой мы находимся.
Ученые считают, что неспособность оперировать координатами в трехмерном пространстве свойственна не только крысам, но и всем наземным животным. Трехмерный «компас» потребовал бы слишком много «вычислительных» ресурсов, и его необходимость достаточно сомнительна с эволюционной точки зрения, заключают авторы статьи.
