Ученые обнаружили нейроны, управляющие внутренним компасом мухи

Москва, 16:48, 24 Май 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Чтобы лучше понять, как мозг поддерживает чувство ориентации, исследователи из Университета Рокфеллера всматривались в головы мух. Их недавние эксперименты определили нейронные системы, являющиеся внутренним компасом мухи, первый механизм такого рода, задокументированный среди животного мира.

После кормления, множество насекомых возвращается в улей, гнездо, или колонии. Это требует от животного отслеживать свое положение в пространстве. Ученые только начинают понимать эти механизмы.

Предыдущие работы с плодовыми мушками выявили совокупность нейронов, которые действуют подобно игле компаса, производя сигналы поворота, которые могут быть использованы для навигации. В отличие от обычного компаса, чья физическая игла указывает на магнитный север, активность этих нейронов представляет собой угол, с которым муха движется относительно ориентиров в своей среде, или относительно предыдущего направления, если полет происходит в темноте.

На этот раз команда ученых обнаружила вторую группу нейронов, которые движут муху подобно игле компаса по часовой стрелке или против часовой стрелки при поворотах.

Нейроны, называемые P-ENs, переплетаются с нейронами иглы компаса. Когда муха меняет направление в полете, два набора нейронов генерируют сигналы, которые движутся в унисон, поворачивая налево, когда муха поворачивает направо и наоборот.

Чтобы лучше понять, как это происходит, муху поместили на платформе микроскопа таким образом, чтобы можно было напрямую фиксировать активность ее мозга. Между тем, муха могла перемещать свои ноги на шарике, который отслеживает их движения.

Эта система вращающегося сигнала очень точно откалибрована — чем быстрее муха летит, тем больше становится активных P-ENs, и тем быстрее игла компаса вращается.

Эти данные от P-ENs являются незаменимыми в темное время суток. Когда исследователи выключили свет и отключили эти нейроны, внутренний компас мухи больше не мог уследить за точностью поворотов насекомого.

Таким образом, P-ENs занимаются обновлением внутреннего компаса на основе собственных движений мухи, а не на основе ориентиров в окружающей среде. Таким же образом человек способен поддерживать чувство ориентации даже в темной комнате.

Взаимодействие нейронов P-ENs с сигналами компаса в мозгу у мухи напоминает систему, которая существует в более сложных мозгах крысы, другого животного, используемого учеными для изучения навигации.