Голуби известны своей свойством найти дорогу к для себя из незнакомой местности. Биологи называют это хомингом (от home дом).
Эту свойство люди исторически применяли в собственных целях: голуби всюду служили для почтовой связи.
Самый связаны с поведением были спектры С (среднечастотный, 12−60 Гц) и высокочастотные D (60−130 Гц) и Е (130−200 Гц).
В вольерных опытах ученые показали, что в то время как голубь пристально следит на объект, в его мозге усиливаются волны средних частот (спектр С).
При этом в случае если объект размешался с одной стороны от птицы, то ЭЭГ изменялась в обратном полушарии, так как пути зрительной инфы в мозге перекрещиваются. А вдруг голубю перед полетом закрывали один глаз, то ответ мозга на объект в поле зрения замечали с этой же стороны.
Недалеко от голубятни размешался открытый карьер, отлично видимый с воздуха.
Кое-какие голуби, завлеченные этим объектом, сворачивали к карьеру (что сопровождалось среднечастотной активностью в обратном полушарии), а позднее переориентировались на голубятню.
Сначала голуби летели над морем, над однородным ландшафтом без всяких зрительных ориентиров. Но в то время как они достигали берега, начиналась знакомая для их территория, где они пролетали одно шоссе, 2-ое шоссе и перекресток.
Полет над морем у голубей сопровождался частотной активностью, которая понижалась по мере приближения к берегу. В открытом море голубям, очевидно, необходимо было использовать для навигации такие ключи, как магнитное поле и положение солнца.
Позже началась работа над тем, чтоб достигнуть чистоты записи и понизить вес устройства. Сконструированный Алексеем Высоцким нейрологгер два разрешил совершить исследования навигации голубей в долгом полете.
Этот метод не разрешал взять высококачественные эти и вместе с этим был очень дорогим. Кроме этого, вертолет очень очень оказывал воздействие на поведение птиц в полете.
С две тыщи два года несколько Петера и-профессора Липпа начала работать над мини-энцефалографом для парящего голубя. 1-ый вариант нейрологгера крепился на пояснице голубя совместно с GPS.
В полетных опытах голуби не считая нейрологгера несли GPS-приемник в виде пластинки, которую закрепляли птице на пояснице.
GPS весил около 20 5 граммов.
То, что это оказалась это взаправду огромная фуррор, продолжает ученый. Мы показали, что метод ЭЭГ, что ранее времени употреблялся только в лаборатории, может быть применить в природных исследованиях. И использовать чтоб осознать, как мозг ориентируется в внешнем мире.
Он утвержает, что история работы такая.
По-видимому, когда птицы летят группой, они обращают меньше внимания на зрительные ориентиры, так как держатся вместе и следуют компаньон за втором.
Одиночные птицы летели с пару наименьшей скоростью, чем в группе (8,3 км в шестьдесят секунд против 5,6 км в шестьдесят секунд).
О чем гласит ЭЭГ в полете
Мы разглядываем среднечастотную активность как отражение зрительного восприятия, а высокочастотную активность как отражение анализа инфы на более большенном иерархическом уровне мозга, гласит Алексей Высоцкий. Например, когда происходит извлечение инфы из памяти и принятие ответа.
Одна возможность записать ЭЭГ птицы в полете казалась очень проблематической. Этого никогда не делали.
Как раз когда они понимали, что летят не в том направлении, и поменяли направление, наблюдался всплеск частотной активности. Частотная активность усиливалась также при отсутствии видимых ориентиров (над морем или при нехорошей видимости) или тогда, когда птицы встречали 1-ый обычный ориентир и корректировали свой полет.
В то время как голуби летят к дому, они, как и перелетные птицы, используют разные подсказки.
Они ориентируются по положению солнца, по магнитному полю Земли, даже, как это ни страно, по запаху.
Он содержит двести 50 6 МВ памяти и может регистрировать четыре канала ЭЭГ (с 4 электродов) со скоростью девять тыщ 600 измерений за секунду.
Этот маленький энцефалограф содержит блок для фильтрации сигнала, каскадный усилитель сигнала, микроконтроллер для оцифровки сигнала и блок памяти.
Устройство также записывает направление головы голубя и электромиограмму мускул. Вся эта конструкция крепится на голове птицы.
Так отмечались все объекты, которые представляли для голубя энтузиазм.
Это не только маркеры для навигации, да и другие интереснейшие вещи, например, места подкормки на полях, где накапливались стаи одичавших голубей. Нейрологгер отмечал энтузиазм птиц к этим объектам.
1-ые пробы записи ЭЭГ голубя в полете были изготовлены русским физиологом его сотрудниками и Каневским в 1982−83 годах. Они применяли радиотелеметрический преобразователь, чтоб конвертировать и зарегистрировать электронную активность мозга голубя в парящем сзади вертолете.
Но чтоб лучше разобраться в механизмах птичьей навигации, ученым очень хотелось поглядеть в мозг прямо в протяжении полета. Длительное время это было на техническом уровне нереально, и одна намеченная цель казалась нерешаемой.
При этом усиление среднечастотной активности начиналось в зоне 100 50 метров от предмета энтузиазма. В случае если ориентир был с одной стороны по курсу голубя, более мощная активация ЭЭГ наблюдалась с обратной стороны.
Броско, что в то время как голубей производили группами по 6 птиц, активность в С спектре у их также усиливалась при приближении к объектам энтузиазма, но меньше, чем у одиночных птиц.
Так как это вес для голубя осязаемый, его сначала приучивали носить на пояснице контрольный груз того же веса, а перед полетом надевали GPS.
Он записывал путь птицы с точностью 5 метров каждую секунду.
Из открытого моря к родному дому
Птиц увозили в море, за восемнадцать км от берега и 30 км от голубятни, и в том месте производили. Они довольно скоро нашли дорогу к для себя, в среднем за 30 восемь минут, а их скорость колебалась от шестьдесят до восемьдесят км в час.
Среднечастотная активность при полете над морем была мала, но пиково возросла при подлете к берегу.
При полете над почвой картина была 2-ой. Среднечастотная активность в спектре С усиливалась при приближении к какому-то ландшафтному ориентиру: шоссе, перекрестку или тогда, когда голуби лицезрели родную голубятню.
Реакция мозга на зрительный объект
26 голубей обоего пола жили в голубятне в Италии в 20 5 км от Рима и недалеко от побережья Средиземного моря.
Используют они и ландшафтные ориентиры: реки, шоссе, поселения и пр.
Учить передвижения птиц стало несложнее с возникновением GPS.
Поместив на птицу маленький GPS-приемник, может быть совсем правильно отследить ее перемещения.
Исходя из этого 1-ые тесты ученые проводили в вольере.
Частотные характеристики электронной активности мозга птиц другие, чем у крыс и мышей обычных лабораторных животных, объяснил обозревателю Infox.ru Алексей Высоцкий. Мы показали, что средне и высокочастотные волны больше коррелируют с поведением, чем низкочастотные. Ученые поделили всю возможную электронную активность мозга голубя на пару диапазонов.
Их часто тренировали найти дорогу к для себя, отвозя на 50 км.
Перед тем как начать полетные опыты, необходимо было разобраться в изюминках ЭЭГ птиц.
Нейрологгер подсоединен к микроэлектродам, которые в протяжении операции вживляют голубю эпидурально это означает, что они находятся на поверхности жёсткой мозговой оболочки.
Регистрирующие электроды ученые расположили над зрительным wulst (типичный отдел мозга птиц, участвующий в обработке и восприятии зрительной инфы) и в примыкающей местности, где происходит более непростой анализ.
Это гласит о том, что дополнительный вес нейроблоггера и GPS не мешал птицам в полете.
После возвращения голубей ученые извлекали данные из памяти устройств и разбирали. GPS давал в их распоряжение треки пути следования птиц, а нейрологгер демонстрировал, как меняется на данный момент электронная активность мозга.
Летающий энцефалограф
Такой устройство биологи окрестили нейрологгером. Он всегда совершенствуется, и самое основное миниатюризируется в размерах. Нейрологгер два (Neurologger 2), что ученые применяли в последней работе, весит всего два грамма совместно с источником питания, а размер его около 1-го квадратного сантиметра.
Сделать это впервой удалось международной группе ученых под управлением доктора наук Ханса-Петера Липпа (Hans-Peter Lipp) из Института анатомии Цюрихского института (Institute of Anatomy University of Zurich), в какой имеется и российские сограждане. Алексей Высоцкий, трудящийся на данный момент в Институте нейроинформатики (Institute of Neuroinformatics, University of Zurich), Джакомо Дель-Омо (Giacomo Dell’Omo), Институт анатомии Цюрихского института, Александр Латанов (кафедра высшей нервной деятельности био факультета столичного института) и их сотрудники сделали 1-ый в мире устройство для записи электронной активности мозга голубя прямо в протяжении полета.
Источник: Infox.ru