Визуальные подсказки: мухи используют ментальную карту для полета

Ученые смогли выяснить, что насекомые составляют ментальную карту пространства, которая позволяет им уточнять направление движения по мере поступления новых сигналов. Результаты исследования представлены в журнале Nature.

Для того, чтобы определить, какими образом мухи ориентируются в пространстве, ученые поместили их на специальный шарик из пенопласта, который вращался на столбе воздуха. Кроме того, в это пространство они добавили свет, тени, перемещали объекты рядом с шариком и фиксировали реакцию мух. Насекомые могли двигать лапами и крыльями, чтобы направляться к ориентиру, который кажется им наиболее привлекательным, а шарик вращался, чтобы точно определять выбранное направление. Ученые регистрировали нейронную активность мухи.

Так они смогли определить, что, когда насекомые двигались в одном направлении, в нейронах вокруг компасного кольца наблюдалась активность. Однако когда муха решала, что это направление неверное, нейронный узел перемещался и регистрировал происходящее, ориентируясь на новое направление движения. Это явление ученые назвали ментальной картой мухи.

Здесь показаны три разных цвета - три нейрона, которые обеспечивают визуальные сигналы для компаса в мозге мухи.

Чтобы проверить свои догадки, насекомым включили еще один источник света с противоположной стороны. Тогда активность карты стала странной — ее направление периодически переворачивалось на 180°. Так муха не могла определиться, куда ей нужно лететь. «Эти изменения происходят в течение нескольких минут и соответствуют временным рамкам, которые мы субъективно ощущаем, когда приходим в новую среду и исследуем ее», — отмечают ученые.

"Полученные результаты дают новое представление о том, как мозг может построить карту объектов вокруг, оставаясь при этом достаточно гибким для адаптации к новым сценариям, — добавила Сон Су Ким, ученая, которая участвовала в исследовании. — Эта работа также влияет на то, как ученые исследуют движение других животных в дикой природе — от насекомых, таких как муравьи и навозные жуки, до млекопитающих, таких как мыши".