Млекопитающие не приспособлены для скалолазания

"Центр навигации" в мозге многих млекопитающих плохо определяет их положение в пространстве и расстояние до предметов по вертикали, что делает крыс и некоторых других животных плохими скалолазами, считают ученые, результаты работ которых опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Группа под руководством Кэтрин Джеффери (Kathryn Jeffery) из Университетского колледжа Лондона (Британия) пришла к такому выводу, изучив активность разных участков гиппокампа в мозге крыс, взбиравшихся по альпинистской стенке и по спиральной лестнице.

В 1971 году Джон О'Киф (John O'Keefe) и Джонатан Достровски (Jonathan Dostrovsky) установили, что гиппокамп является центром пространственной ориентации у млекопитающих. В "центре навигации" существуют два типа нейронов — нейроны места и координатные нейроны. Нейроны места отвечают за определение положения в пространстве, а координатные нейроны — за определение расстояния до объектов. Такая система приспособлена для определения положения объектов в двумерном пространстве, и не совсем ясно, как она функционирует в трехмерном мире.

Авторы исследования попытались разобраться в этом. В ходе первого эксперимента крысы взбирались по альпинистской стенке, на части ступенек которой лежал корм. Ученые замеряли "вертикальную" и "горизонтальную" активность нервных клеток гиппокампа во время движения крыс. Выяснилось, что нейроны места срабатывали и при перемещении по вертикальной оси, хотя фиксировали положение менее четко, чем на плоской поверхности. Координатные клетки гораздо хуже "справлялись" с определением расстояния - их точность ухудшалась примерно в три раза.

Второй опыт, в котором крысы взбирались по спиральной лестнице, был значительно сложнее для мозгового "центра навигации". Такое движение требует ориентации сразу по трем осям координат, а не по двум, как в предыдущем эксперименте. Нейроны места фиксировали позицию на каждом витке спирали, но их точность была ниже, чем на плоской поверхности. Координатные нейроны сработали так же плохо, как в предыдущем эксперименте, при этом они совершенно не "представляли", на каком уровне спирали находится крыса.

Джеффери и ее коллеги предполагают, что подобное ухудшение восприятия расстояния и положения может быть вызвано тем, что относительная высота тела крысы оказывалась разной при вертикальном и горизонтальном движении.

Возможно, центр "навигации" не способен эффективно оценивать перемещение животного по оси, перпендикулярной поверхности Земли — естественной плоскости движения. Как отмечается в статье, наш внутренний "компас" работает так же, как и настоящий магнитный: он может указать наше положение на карте, но не способен определить высоту, на которой мы находимся.

Ученые считают, что неспособность оперировать координатами в трехмерном пространстве свойственна не только крысам, но и всем наземным животным. Трехмерный "компас" потребовал бы слишком много "вычислительных ресурсов", и его необходимость достаточно сомнительна с эволюционной точки зрения, заключают авторы статьи.