Потеря ориентации, когда пилот самолета путает верх и низ, связана со сбоями в работе 3D-компаса — особой структуры в мозге млекопитающих, которая позволяет им адекватно передвигаться в трехмерном пространстве. Такое открытие сделали израильские ученые, проведя исследование с летучими мышами. Результаты научной работы представлены в журнале Nature, а кратко о нем сообщает The Verge.
Летучие мыши не теряют ориентации, даже многократно меняя курс и переворачиваясь в воздухе. С помощью имплантированных в их мозг микроэлектродов ученые записали активность нейронов во время полета. Выяснилось, что при различных поворотах головы включаются определенные клетки. Более того, они расположены в другом участке мозга, чем обеспечивающие внутреннюю GPS мозга нейроны, за открытие которых в этом году присудили Нобелевскую премию по физиологии и медицине. «Клетки места» и «клетки решетки» в гиппокампе, которые изучали нобелиаты, активизируются в знакомых человеку местах, включая карту местности, тогда как клетки «направления» реагируют на поворот головы, действуя по принципу компаса.
Хотя люди не летают, им также необходимо работать с третьим измерением — например, при подъеме в гору или перемещении на лифте, отмечает ведущий автор исследования Арсений Финкельштейн.
Ученые также выяснили, что ментальный компас млекопитающих моделирует окружающее пространство в форме бублика (тора). «Это не анатомическая структура, а модель функционального устройства. Тор лучше сферы передает животным информацию об окружающем мире (при повороте головы)», — рассказал ученый.
Изображение: Finkelstein, et al. / Nature
Важность нового исследования Финкельштейн объяснил на примере вертиго — ощущения кажущегося движения собственного тела в пространстве или окружающих предметов относительно тела. По мнению ученого, вертиго может вызываться нарушением взаимодействия между ментальной картой и трехмерным компасом.
«Особую опасность это состояние представляет для пилотов самолетов, которые могут перепутать верх с низом. Пока мы не знаем, как в организме карта и компас координируют свою работу, позволяя животным ориентироваться и перемещаться в пространстве. Если мы это поймем, одной причины авиакатастроф будет меньше», — заявил исследователь.