Да намериш себе си в триизмерното пространство

Всеки пилот преминава тренировки, позволяващи му да избегне състоянието, при което човек престава да различава „горе“ и „долу“ – по време на полет това може да е изключително опасно.

Подобно усещане понякога може да се случи и на земята – например, когато излиза от метрото, човек за няколко секунди може да усеща сякаш по-слабо се ориентира в пространството.

В двата случая причината е кратковременно влошаване на работата на структурите на главния мозък, изпълняващи функцията на „3D компас“, тоест помагащи ни да определим положението и посоката си на движение в триизмерно пространство.

Израелски изследователи от института Вайсман са успели да демонстрират наличието на подобен „триизмерен компас“ при бозайници и да изучат някои принципи от неговата работа. Учените изяснили, че мозъкът на плодоядните прилепи съдържа неврони, позволяващи да се определи в каква посока е насочена главата на животното, което на свой ред му позволява по-добре да се ориентира в пространството.

Когато избират посока на движение, хората и животните първо се опират на пространствената памет – опитът от движенията, получен по-рано. Подобни спомени се съхраняват в парахипокампалната гънка. За ориентацията в пространството отговарят три вида клетки, разположени в тази част на мозъка.

Първите два вида може да се обозначат като „неврони за място“ и „неврони на координатната мрежа“, като в съвкупност те работят на принципа на GPS навигатор, даващ на животните представа къде се намират. Третият тип, „невроните на обръщането на главата“, се активират, когато животното устреми своя поглед в определена посока, тоест изпълняват роля на един вид компас.

Невроните от първите два типа са изучени доста подробно и най-ярките изследвания в тази насока наскоро получиха Нобелова награда.

В същото време работата на невроните за „обръщане на главата“ досега са изучавани само в експерименти, подразбиращи двуизмерно пространство. За това, как работи системата за позициониране на бозайниците при придвижване по трите координатни оси, досега не беше известно толкова много.

Изследователите, публикували своята работа в сп. Nature, имплантирали микроелектроди на нилски плодоядни прилепи, с чиято помощ наблюдавали активността на техния мозък, след което им позволили да летят свободно в помещение с монтирани видеокамери.

В резултат специалистите успели да анализират всички възможни завъртания на главата на прилепите в термини, приложими към летателните апарати – крен, тангаж, ротация. Съпоставяйки движенията на главите на животните и процесите, протичащи в техния мозък, учените открили, че някои неврони ставали активни само в моменти, когато прилепите завъртали глава под определен ъгъл.

По-нататъшният анализ на получените данни позволил на изследователите да направят още по-любопитни изводи. Както се оказало, за позиционирането спрямо повърхността, над която прелитали прилепите (тоест двуизмерно пространство), отговаряли едни неврони за „обръщане на главата“, а за височина – третото измерение – други.

Учените смятат, че тези процеси може да присъстват при всички нелетящи бозайници, приспособени за движение в три измерения – например маймуни и хора.

Ако това предположение се потвърди, то с голяма вероятност ще означава, че когато човек се ориентира в триизмерно пространство (например зад щурвала на самолет), неговият мозък решава задачите за позициониране в пространството различно, отколкото ако му е било достатъчно да се ориентира в двуизмерно пространство, като разходка или пътуване с кола.