Gołębie w locie myśleć nie tylko o orientacyjnych

Video: Kebaby i gołębie (18+)

Gołębie są znane ze swoich zdolności do znaleźć drogę do domu z nieznanym obszarze. Biolodzy nazywają to „naprowadzające” (z domu - w domu). Zdolność ta ludzie historycznie wykorzystywane własnych celów: gołębie były wszędzie za usługę pocztową.

Kiedy gołębie latać do domu, oni, jak ptaki wędrowne stosować różne wskazówki. Koncentrują się one na pozycji słońca w polu magnetycznym Ziemi, a nawet, być może zaskakująco, zapachem. Używają krajobrazowe orientacje: rzeki, drogi, osiedla itp

W celu zbadania migracji ptaków stało się łatwiejsze wraz z pojawieniem się GPS. Poprzez umieszczenie ptak miniaturowy odbiornik GPS, można dokładnie śledzić jego ruch. Jednak, aby lepiej zrozumieć mechanizmy nawigacji ptaków, naukowcy chcielibyśmy „zajrzeć do mózgu” podczas lotu. Przez długi czas było to technicznie niemożliwe, a pozowała Problem wydawał nierozwiązywalne.

Sprawiają, że po raz pierwszy udało międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez profesora Hans-Peter Lipp (Hans-Peter Lipp) z Instytutu Anatomii Uniwersytetu w Zurychu (Instytut Anatomii Uniwersytetu w Zurychu), w których znajdują się nasi rodacy. Alexey Wysocki, który obecnie pracuje w Instytucie neuroinformatyki (Instytut Neuroinformatyki, University of Zurich), Giacomo Del Omo (Giacomo Dell&rsquo-Omo), Instytut Anatomii, Uniwersytet w Zurychu, Alexander łatanie (Department of Higher nerwowego aktywność biologiczną Wydziału Uniwersytetu Moskiewskiego) i jego współpracownicy stworzyli pierwsze na świecie urządzenie do zapisu aktywności elektrycznej mózgu gołębia podczas lotu.

„Latająca EEG”

Takie urządzenie zwane biologów neyrologgerom. Trzymał się poprawia, a co najważniejsze - jest zmniejszone. Neyrologger 2 (Neurologger 2), które Naukowcy wykorzystali w poprzednim artykule, waży tylko 2 gramy z zasilacza, a jego wielkość - około jeden centymetr kwadratowy. Zawiera pamięć 256 Mb wykrywać EEG cztery kanały (z cztery elektrody) z szybkością 9600 próbek na sekundę.

Ten miniaturowy encefalograf zawiera urządzenie do filtrowania sygnału wzmacniacza kaskadowego, mikrokontroler digitalizacji sygnału oraz urządzenia do przechowywania. Urządzenie rejestruje również kierunek głowy gołębicy i Elektromiogram mięśni. Cała ta struktura jest przymocowana do głowy ptaka.

Neyrologger połączony z mikroelektrody, które podczas operacji wszczepienia gołębia nadtwardówkowo - co oznacza, że ​​znajdują się na powierzchni opony twardej. Elektrody umieszczone na nagrywanie naukowców wulst wizualny (ptaki specyficzny obszar mózgu uczestniczy w przetwarzaniu percepcji i informacja wizualna), w następnej strefy, gdzie bardziej wyrafinowane analizy.

Film: Dzikie koty latać we wściekłość nawet w niewoli

Reakcja mózgu na obiekt wizualny

26 gołębi obu płci mieszkających w gołębniku we Włoszech, 25 km od Rzymu i nie daleko od wybrzeża Morza Śródziemnego. Są regularnie szkoleni, aby znaleźć drogę do domu, pojechał 50 km.

Przed rozpoczęciem eksperymentów lotu, konieczne było zrozumieć cechy ptaków EEG. W związku z tym, pierwszy eksperyment przeprowadzono w naukowców piórem. „Wskaźniki częstotliwości elektrycznej aktywności mózgu ptaków innych niż szczury i myszy - normalnych zwierząt laboratoryjnych - wyjaśnia rozmówca Infox.ru Alexey Vysotsky. - Pokazaliśmy, że średnio- i fale o wysokiej częstotliwości koreluje z zachowaniem dłużej niż niskiej częstotliwości”. Naukowcy podzielili wszystkie możliwe gołąb elektryczna aktywność mózgu w kilku zakresach. Większość z nich jest związana z zachowaniem okazał zakresy C (mid 12&minus 60 Hz), a D wysokiej częstotliwości (60&minus 130 Hz) i E (130&minus 200 Hz).

Wolierze eksperymenty naukowcy wykazały, że jeśli patrząc na gołębie obiekcie w jego fal mózgowych są wzmacniane średnich częstotliwości (pasmo C). A jeśli obiekt znajdował się na jednej stronie ptaka, EEG zmienił się w przeciwnym półkuli, ponieważ sposób informacji wzrokowej w mózgu są skrzyżowane. A jeśli Dove latania przed jednym oku zamknięty, odpowiedź mózgu na obiekt w polu widzenia obserwowane z tej samej strony.

Eksperymenty przeprowadzone w locie gołębi wyjątkiem neyrologgera odbiornik GPS w postaci płyty, która jest zamocowana na grzbiecie ptaka. GPS waży około 25 gramów. Od tej wagi dla gołębi namacalny, to jest najpierw przeszkoleni do prowadzenia na plecach kontrolującego obciążenie tej samej wadze, a przed lotem nosił GPS. Nagrał drogę ptaka z dokładnością do 5 metrów na sekundę.
Od otwartego morza do ojczystego domu

Ptaki zostały przewiezione do morza, 18 km od wybrzeża i 30 km od gołębniku, a nie zwolniony. Oni szybko znaleźć drogę do domu, średnio przez 38 minut, a ich prędkość wynosiła od 60 do 80 km na godzinę. To pokazuje, że dodatkowy ciężar i neyrobloggera GPS nie koliduje z ptakami w locie.

Po powrocie do gołębie, naukowcy ekstrakcji informacji z urządzeniami pamięci i analizowane. GPS dał im torów - trasę ptaków i neyrologger pokazał, jak zmienia się w czasie aktywności elektrycznej mózgu.

Po pierwsze, gołębie przeleciał nad morzem, nad jednolitym krajobraz bez wzrokowych. Ale kiedy dotarli do brzegu, zaczęli terytorium znanym, gdzie poleciał jeden autostrady i kolejne skrzyżowanie autostrad.

Latające nad gołębiami morskich towarzyszy działalności o wysokiej częstotliwości, który zmniejszył się w miarę zbliżania się do brzegu. W niebieskim morzu, oczywiście, to musiało być wykorzystywane do klawiszy nawigacyjnych, takich jak położenie słońca i pola magnetycznego. Aktywność średnica była niska, ale wzrosła szczyty, gdy zbliża się do brzegu podczas lotu nad morzem.

Podczas lotu nad ziemią obraz był inny. Aktywność średniotonowy w przedziale C wzrasta, gdy zbliża się jakiś pejzaż: autostrady, skrzyżowanie lub gdy gołębie widzieli gołąb rodzimy. Więc świętujemy wszystkie obiekty, które miały interesu gołębia. To nie jest tylko markery do nawigacji, ale także innych ciekawych rzeczy, takich jak karmienie miejsce na polach, gdzie stada dzikich gołębi przybywali. ptaki Neyrologger zauważyć zainteresowanie tymi obiektami. Gdzie aktywność połowie zysk rozpoczęła się w strefie 150 metrów od obiektu zainteresowania. Jeżeli punkt znajduje się na jednej stronie z szybkością gołąb silniejsze aktywacji EEG obserwowano po przeciwnej stronie.

Co ciekawe, gdy gołębie wytwarzane w grupach po 6 ptaków, aktywność w zakresie C również zwiększoną zbliżając się do przedmiotów zainteresowania, ale mniej niż pojedyncze ptaków. Wydaje się, kiedy grupa ptaków latania, płacą mniej uwagi zabytków wizualnych jak trzymać się razem, a następnie siebie. Pojedyncze ptaki latające z nieco wolniejszym tempie niż w grupie (8,3 km na minutę przeciwko 5,6 km na minutę).

Niedaleko gołębnik ma otwartą jamę, wyraźnie widoczne z powietrza. Niektóre gołębie przyciągane przez ten obiekt, zwracamy się do kariery (który towarzyszy działalności średnich częstotliwości w przeciwnym półkuli), a następnie przeniosła się na gołębnik. W chwili, gdy zdają sobie sprawę, że latanie nie jest tam i zmienił kierunek nastąpił przypływ dużej aktywności częstotliwości. Aktywność wysokiej częstotliwości zwiększa się w przypadku braku widocznych punktach (w morzu lub w przypadku słabej widoczności), i gdy ptaki są pierwszy zna góry i ustawić jego lotu.

Co robi EEG w locie

„Rozważamy aktywność średniotonowy jako odbicie percepcji wzrokowej i wysokiej aktywności - jako odbicie analizy informacji na wyższym poziomie hierarchii mózgu - mówi Aleksiej Wysocki. - Na przykład, gdy nie jest wydobywanie informacji z pamięci i podejmowania decyzji ".

„Możliwość nagrywania EEG ptaka w locie wydaje się bardzo problematyczne. To nigdy przedtem. Że okazało się - to naprawdę wielki sukces - kontynuuje naukowiec. - Wykazaliśmy, że metoda EEG, które do tej pory zostały wykorzystane tylko w laboratorium, może być stosowany w badaniach przyrodniczych. I używać w celu zrozumienia, w jaki sposób mózg jest zorientowany do świata zewnętrznego ".

Według niego, historia pracy jest następujący. Pierwsze próby rekordu EEG gołębia w locie zostały wykonane przez fizjologa Kanevsky Radzieckiego i jego współpracowników w 1982 roku&minus 83, odpowiednio. Użyli radiowy nadajnik telemetryczny do konwertowania i nagrywania aktywności elektrycznej w mózgu gołębia lecącego z tyłu helikoptera. Metoda ta nie pozwala na uzyskanie wysokiej jakości danych, a jednocześnie bardzo kosztowne. Ponadto śmigłowiec jest silnie uzależnione od zachowania ptaków w locie.

Od 2002 roku grupa prof Hans-Peter Lipp rozpoczął pracę nad mini-encephalography dla lecącego gołębia. Opcja pierwsza neyrologgera został dołączony do tyłu gołębia wraz z GPS. Następnie rozpoczęły się prace w celu osiągnięcia czystości zapisów i zmniejszenia wagi urządzenia. Zaprojektowany przez Alexey Vysotsky neyrologger 2 pozwoliło na zbadanie gołębi żeglugi na długim locie.