Летучие мыши ориентируются по нейронному компасу, а не по магнитному полю Земли

Исследователи из Института Вейцмана впервые записали активность нейронов у млекопитающих в естественной среде, изучая навигацию летучих мышей на необитаемом острове у побережья Танзании.

Ученые под руководством профессора Нахума Улановского провели уникальный эксперимент на острове Латам – скалистом участке суши размером с семь футбольных полей, расположенном в 40 километрах от побережья Восточной Африки. Исследователи имплантировали шести фруктовым летучим мышам миниатюрные устройства, записывающие активность мозга и передающие GPS-координаты, после чего выпускали их в ночные полеты по острову. Работа опубликована в журнале Science.

Мышей отловили в материковой Танзании и доставили на остров, где они никогда прежде не бывали. Экспедиция столкнулась с серьезными трудностями: во время первой поездки в феврале 2023 года циклон Фредди вызвал сильные ветра, мешавшие полетам мышей целую неделю. Команде даже пришлось договариваться с компанией-оператором о корректировке орбиты спутника для связи с островом.

Ученые записали активность более 400 нейронов и обнаружили, что у мышей существует внутренний компас: определенные группы клеток мозга активируются, когда животное направляет голову в конкретную сторону. Этот компас работает стабильно по всему острову, независимо от местоположения и окружения.

Изначально предполагалось, что млекопитающие, подобно перелетным птицам, ориентируются по магнитному полю Земли. Однако эксперимент опроверг эту гипотезу. В первые ночи на незнакомом острове активность навигационных нейронов у мышей была нестабильной, и лишь к третьей ночи их внутренний компас начал работать четко. Такой процесс обучения не характерен для навигации по магнитному полю, которое устойчиво в любой точке Земли.

Исследователи пришли к выводу, что мыши ориентируются по визуальным ландшафтным ориентирам – скалам и валунам. Луна и звезды летучим мышам тоже не нужны: компас работал одинаково при любой облачности.

Эти навигационные нейроны присутствуют у всех млекопитающих, включая человека, и понимание их работы может помочь в изучении нарушений ориентации при нейродегенеративных заболеваниях.