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      蝙蝠的大腦是如何導(dǎo)航的
      
			
      
				2019-04-28 09:06:00
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      我們所了解的關(guān)于海馬體(一種與記憶形成和空間表征相關(guān)的大腦區(qū)域)如何來自對嚙齒動物進行的研究的大部分知識。大鼠的大腦已經(jīng)教會了我們很多，但以色列的研究人員已經(jīng)找到了一個有趣的替代模型來理解海馬體如何幫助哺乳動物進行導(dǎo)航：蝙蝠。
      

      蝙蝠的大腦是如何導(dǎo)航的
      

      魏茨曼研究所的神經(jīng)生理學(xué)家Nachum Ulanovsky博士和他的團隊一直在尋找蝙蝠來了解太空導(dǎo)航的細微差別。雖然之前的研究已經(jīng)確定了海馬中的特定細胞，稱為位置細胞，當動物位于特定位置時它們是活躍的，但沒有太多文獻描述動物如何實際從A點導(dǎo)航到B點。
      

      烏蘭諾夫斯基認為，蝙蝠是研究哺乳動物導(dǎo)航的巧妙模型。雖然蝙蝠具有與大鼠相同類型的海馬神經(jīng)元，但是蝙蝠神經(jīng)元的發(fā)射模式與大鼠相比更接近于人類。
      

      烏蘭諾夫斯基試圖測試蝙蝠如何知道他們要去哪里。他的團隊使用GPS跟蹤設(shè)備發(fā)現(xiàn)，生活在洞穴中的野生蝙蝠將行走長達20公里，以便從特定樹木中覓食水果。一夜又一夜，這些蝙蝠沿著類似的路線經(jīng)過完全可行的食物來源，一遍又一遍地到同一棵樹上。
      

      對在特定位置射擊的海馬位置細胞的理解并不能解釋蝙蝠夜間明顯的引導(dǎo)行程，而其他解釋如嗅覺輸入并不能解釋為什么蝙蝠飛過優(yōu)質(zhì)食物來到他們喜歡的樹上。
      

      研究人員設(shè)計了一個實驗來測試蝙蝠如何編碼這種導(dǎo)航所需的三維信息。通過讓蝙蝠飛來飛去并記錄大腦活動，Ulanovsky和團隊發(fā)現(xiàn)他們的3D模型實際上是球形的。他們還發(fā)現(xiàn)了另一種編碼蝙蝠面向方向的海馬細胞。這些頭部方向單元在坐標系中操作，當動物在空間中移動時，該坐標系允許連續(xù)地意識到其方向。
      

      為了解蝙蝠如何朝著特定的目標前進，研究人員設(shè)計了另一個實驗。他們建立了一個目標，一個著陸點和一個食物獎勵。蝙蝠會了解目標的位置并找到它。為了測試蝙蝠找到目標的能力是基于記憶的，還是利用了海馬體，研究人員隨后進行了試驗，其目標是蝙蝠的視野。
      

      為了測試蝙蝠是否依賴記憶，Ulvanosky團隊測量了球門方向角度，或球棒頭部方向與球門之間的角度。在熟悉了球門的位置之后，擊球傾向于朝向球門的方向角度，這意味著即使目標不在視線范圍內(nèi)，他們也會朝向目標。
      

      持續(xù)的研究確定了編碼有關(guān)蝙蝠距目標距離的信息的細胞，最后一塊允許蝙蝠成功導(dǎo)航到目標。當蝙蝠在目標的特定距離內(nèi)時，這些海馬細胞選擇性地發(fā)射，從而允許意識到距離的位置。
      

      雖然Ulanovsky和他的團隊在確定新類型的細胞以及已知的新功能已達到令人難以置信的成功細胞在海馬，在更自然的環(huán)境需要進一步研究。
      

      “如果我們只在這些非常有控制和無菌的環(huán)境下學(xué)習(xí)，我們可能會錯過我們試圖理解的東西，這就是行為，”烏蘭諾夫斯基總結(jié)道。
      
			

			
        
      
			
      
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