"У всех четырехконечных позвоночных, изученных на сегодняшний день, большинство нейронов в этой [обнаруживающей движение] области мозга настроено на обнаружение движения, исходящего сзади, например, при надвигающемся столкновении или при нападении хищника сзади. , — говорит Дуглас Альтшулер из Университета Британской Колумбии. «Мы обнаружили, что эта область мозга у колибри очень по-разному реагирует. Вместо того, чтобы большинство нейронов настраивалось на прямое движение, почти каждый обнаруженный нами нейрон был настроен на другое направление. Мы также обнаружили, что эти нейроны наиболее чувствительны к очень сильному быстрое движение ".
Рассматриваемая область мозга у птиц известна как lentiformis mesencephalic, или сокращенно LM. (У млекопитающих он называется ядром зрительного тракта.) LM отвечает за обработку визуальных сигналов, посылаемых в мозг при перемещении изображений по сетчатке.Главный интерес лаборатории Альтшулера — понимание полета.
Чтобы понять, как летают птицы, исследователям нужно было понять, как они видят мир. Колибри вызвали особый интерес из-за их замечательной способности быстро увеличивать масштаб, а затем останавливаться, чтобы парить на месте, потягивая нектар в воздухе.Более ранние исследования показали, что LM у колибри увеличена по сравнению с LM других птиц. Ученые также знали, что колибри отслеживают и корректируют любое незначительное смещение своего положения при парении.
Эти открытия побудили исследователей предположить, что мозг колибри может быть специально настроен на улавливание медленных движений.Чтобы проверить эту гипотезу в новом исследовании, постдок и первый автор нового исследования Андреа Геде записала нейронную активность в LM шести колибри Анны и десяти зебровых зябликов, когда птицы наблюдали, как сгенерированные компьютером точки движутся в разных направлениях.
Вопреки ожиданиям, записи показали, что колибри наиболее чувствительны к быстрым визуальным движениям. 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 специализирован для полета и что колибри являются мощной моделью для изучения алгоритмов стабилизации», — говорит Геде.Геде говорит, что ее следующим шагом будет исследование свойств реакции других ядер, участвующих в этом пути обработки зрительного движения, с конечной целью понять, как нейронная активность в мозгу колибри переводится в конкретные полетные модели поведения.