Мы рождены с врожденным чувством направления или этому научились?? Исследования, проведенные Институтом системной нейробиологии им. Кавли при Норвежском университете науки и технологий, показывают, что в мозг встроены рабочие навигационные нейроны. Хотя эти нейроны – клетки направления головы, клетки места и клетки сетки – созревают со временем, у грызунов они, кажется, начинают функционировать, как только они делают свои первые исследовательские шаги за пределами гнезда.
Исследователи Розамунд Лэнгстон и ее коллеги впервые в истории хотели узнать, как мозг отображает место и пространство, когда животное перемещается. Исследовательская группа имплантировала крысам миниатюрные сенсоры до того, как у них открылись глаза (и, следовательно, до того, как они стали мобильными). Это позволило исследователям зафиксировать нейронную активность, когда детеныши крыс впервые покинули гнездо, чтобы исследовать новую среду.
Исследователи смогли не только увидеть, что у крыс с самого начала были рабочие навигационные нейроны, но они также смогли увидеть порядок, в котором клетки созревают.
Первыми созрели клетки направления головы. Эти нейроны – именно то, на что они похожи – они сообщают животному, в каком направлении оно движется, и, как считается, позволяют использовать внутреннюю систему навигации, основанную на инерции, такую как компас. "Эти клетки с самого начала были почти взрослыми," Лэнгстон говорит.
Следующими созревали клетки места, которые находятся в гиппокампе. Эти ячейки представляют собой определенное место в окружающей среде и, кроме того, предоставляют контекстную информацию – возможно, даже воспоминания, – которые могут быть связаны с этим местом. Последними созрели ячейки сетки, которые обеспечивают мозг геометрической системой координат, позволяющей животному точно определять, где оно находится в космосе и как далеко оно продвинулось. Ячейки сетки, по сути, привязывают другие типы клеток к внешнему миру, чтобы животное могло надежно воспроизвести мысленную карту, созданную в прошлый раз, когда оно было там.
Крысы открывают глаза и начинают исследовать примерно через 15 дней после рождения. К этому моменту исследователи уже могли видеть полностью развитые клетки направления головы и зачатки двух других типов клеток на своих местах. К 30-дневному возрасту или на пороге подросткового возраста у крыс практически все различные типы навигационных клеток созрели.
Лэнгстон говорит, что полученные данные являются частичным ответом на извечный вопрос о том, рождены ли вы с врожденной способностью ориентироваться. Ее ответ? "Действительно кажется, что это зашито," она говорит, "У вас действительно есть базовая основа, которая появляется, как только вы можете исследовать – есть сильные строительные блоки для системы, которую вы можете использовать для навигации. " Лэнгстон говорит, что опыт также может сыграть роль, что делает эту тему важной темой для дальнейших исследований.
Исследователи не обнаружили разницы в навигационных навыках между самцами и самками крысят, что означает, что у обоих полов есть одни и те же строительные блоки, с помощью которых можно строить представления о пространстве. Возможно, извечный вопрос о том, у мужчин или женщин лучшее чувство направления, мог бы быть вопросом о том, как мы решаем построить нашу карту, а не о материалах, с которых мы начинаем.
Сегодня исследователи опубликовали свои выводы в Science.