Holuby v lete premýšľať nielen o pamiatkach

Video: kebabs a holuby (18+)

Holuby sú známe pre svoju schopnosť nájsť svoju cestu domov z neznámom priestore. Biológovia nazývajú tento "nájazd" (z domu - domu). Táto schopnosť ľudia historicky používajú svoje vlastné účely: holuby boli všade na poštové služby.

Keď holuby letieť do domu, oni, rovnako ako sťahovavé vtáky využívajú rôzne stopy. Sú zamerané na pozíciu slnka v magnetickom poli Zeme, dokonca možno prekvapivo, vôní. Využívajú a krajiny orientácia: rieky, cesty, sídla, atď.

K štúdiu migrácie vtákov je teraz jednoduchšie s príchodom GPS. Umiestnením vták miniatúrne GPS prijímač, môžete presne sledovať jeho pohyb. Ale lepšie pochopiť mechanizmy vtákov navigácia, vedci by radi "pohľade do mozgu" počas letu. Na dlhú dobu to bolo technicky možné, a pózovala problém sa zdalo neriešiteľné.

Nech je to prvýkrát, čo sa podarilo medzinárodný tím vedcov pod vedením profesora Hans-Peter Lipp (Hans-Peter Lipp) z Ústavu anatómie na univerzite v Zürichu (Ústav anatómie univerzity v Zürichu), v ktorom sú naši krajania. Alexey Vysockij, ktorý teraz pracuje v Ústave neuroinformatiky (Institute of neuroinformatiky, University of Zurich), Giacoma Del Omo (Giacomo Dell&rsquo-Omo), Ústav anatómie, University of Zurich, Alexander záplatovanie (Department of vyššej nervovej činnosti Biologické fakulte Moskovskej štátnej univerzity) a jeho kolegovia vytvorili prvé zariadenie na svete, ktorá zaznamenáva elektrickú aktivitu mozgu holub za letu.

"Flying EEG"

Takéto zariadenie s názvom neyrologgerom biológov. Stále sa zlepšuje, a čo je najdôležitejšie - sa zmenší. Neyrologger 2 (Neurologger 2), ktoré výskumníci používajú v poslednom príspevku, váži len 2 gramy s napájaním, a jeho veľkosť - asi jeden štvorcový centimeter. Obsahuje 256 MB pamäte a schopné detekovať štvorkanálový EEG (so štyrmi elektródami) pri rýchlosti 9600 vzoriek za sekundu.

Táto miniatúrna encephalograph zahŕňa jednotku pre filtrovanie kaskádový zosilňovač signálu, mikroprocesor pre digitalizáciu signálov a skladovacie jednotky. Prístroj tiež zaznamenáva smer hlavy holubica a elektromyogramu svalov. Celá táto štruktúra je upevnená k hlavou vtáka.

Neyrologger pripojený k mikroelektródy, ktoré sa počas prevádzky implantačné dove epidurálne - čo znamená, že sú umiestnené na povrchu tvrdé plienky. Záznamové elektródy umiestnené nad vedcov vizuálne wulst (vtáky špecifická oblasť mozgu zapojené do vnímania a vizuálne spracovanie informácií), a v budúcom zóne, kde je sofistikovanejšie analýzu.

Video: Divoké mačky zveri aj v zajatí

Reakcia mozgu na vizuálne objekt

26 holubov oboch pohlaví žijúcich v holubníku v Taliansku, 25 km od Ríma a nie je ďaleko od pobrežia Stredozemného mora. Oni sú pravidelne školení nájsť cestu domov, išiel 50 km.

Než začnete experimenty letu, bolo nutné pochopiť vlastnosti EEG vtákov. Preto prvý experiment bol vykonaný v pere vedcov. "Ukazovatele frekvencií elektrickej aktivity mozgu iným ako u potkanov a myší vtákov - normálnych laboratórnych zvierat, - vysvetlil spravodajca Infox.ru Alexey Vysockij. - Ukázali sme, že stredne- a vysokofrekvenčné vlny už v korelácii so správaním, než nízkofrekvenčné ". Vedci rozdelené všetky možné dove elektrickej aktivity mozgu na niekoľko rozsahov. Väčšina z nich sa vzťahuje k správaniu ukázalo, že rozsahy C (mid 12&mínus-60 Hz) a vysokofrekvenčné D (60&mínus 130 Hz) a E (130&mínus 200 Hz).

Voliéry experimenty, vedci ukázali, že keď sa holuba hľadí na objekte v jeho mozgových vĺn sú zosilnené strednej frekvencie (C-band). A v prípade, že objekt bol umiestnený na jednej strane vtáka, EEG zmenila v opačnom pologuli, pretože spôsob, akým vizuálnych informácií v mozgu sa prekračujú. A ak je holubica lietanie v prednej časti jedným okom zatvorené, reakcie mozgu na objekt v zornom poli pozorovaná z rovnakej strany.

Za letu experimenty vykonávané holuby okrem neyrologgera GPS prijímač v tvare dosky, ktorá je pripevnená na vtáka chrbát. GPS vážil asi 25 gramov. Vzhľadom k tejto hmotnosti na holuba hmatateľného, ​​je najprv absolvoval výcvik na výkon na zadnej strane riadiaceho zaťaženie rovnakej hmotnosti, a pred letom na sebe GPS. On zaznamenal spôsob, akým je vták s presnosťou na 5 metrov za sekundu.
Od otvoreného mora na rodnom dome

Vtáky boli prevezení do mora, 18 km od pobrežia a 30 km od holubníka, a tam prepustený. Rýchlo našiel cestu domov, v priemere za 38 minút, a ich rýchlosť sa pohybovala v rozmedzí 60 až 80 kilometrov za hodinu. To ukazuje, že ďalšie váha neyrobloggera a GPS nezasahuje s vtákmi v lete.

Po návrate holubov, vedci extrahuje informácie z pamäťových zariadení a analyzované. GPS dal so stopami - trasu vtákov a neyrologger ukázali, ako zmeny v časovom elektrickej aktivity mozgu.

Po prvé, holubica letela nad morom, nad jednotnú krajinou bez vizuálnych podnetov. Ale keď dorazili na breh, začali známom územia, kde lietal jeden diaľnici a ďalšie diaľničné križovatku.

Lietanie nad morom holubov sprevádzaný vysokofrekvenčným aktivitou, ktorá klesla, ako sa blíži k brehu. V modré more, samozrejme, muselo byť použité pre navigačné tlačidlo, ako je postavenie Slnka a magnetického poľa. Midrange aktivita bola nízka, ale zvýšená píky, keď sa blíži k brehu počas letu nad morom.

Pri lete nad zemou obraz bol iný. Midrange aktivita v rozmedzí C zvyšuje, keď sa blíži nejaký medzník terén: cesty, križovatky alebo pri holuby videli rodák holub. Takže slávime všetky objekty, ktoré boli na holuba záujmu. Nejde len markery pre navigáciu, ale aj ďalšie zaujímavé veci, ako kŕmenie miesto v oblastiach, kde sa kŕdle divých holubov sa zhlukli. Neyrologger vtáky uviesť záujem o tieto objekty. Vyznačujúci sa tým, mid-gain aktivita začala v zóne 150 metrov od predmetu záujmu. V prípade, že orientačný bod je na jednej strane v pomere holubice, silnejšie aktivácia EEG bola pozorovaná z opačnej strany.

Je zaujímavé, že keď holuby produkované v skupinách po 6 vtákov, činnosť v rozmedzí C tiež rozšírená o blížiacej sa predmety záujmu, ale menej ako jednotlivých vtákov. Zdá sa, že keď skupina vtákov lietania, venujú menej pozornosti viditeľných orientačných bodov, ako držať pohromade a nasledujú po sebe. Jednotlivé vtáky lietajúci s trochu pomalším tempom než v skupine (8,3 km za minútu proti 5,6 km za minútu).

V blízkosti holubník má otvorenú jamy, dobre viditeľné zo vzduchu. Niektorí holuby priťahovaní týmto objektom, obraciame ku kariére (ktorý bol sprevádzaný strednej frekvencie činnosti v opačnej pologuli a), a potom sa presunul do holubníka. Vo chvíli, keď si uvedomí, že lietanie nie je tam a zmenil smer, tam bol nárast vysokofrekvenčného aktivity. Vysokofrekvenčné aktivita je zvýšená v neprítomnosti viditeľných pamiatok (na mori alebo pri zlej viditeľnosti), alebo ak sa vtáky sú prvý známy orientačný bod a nastaviť jeho letu.

Čo robí EEG za letu

"Zvažujeme stredobasový aktivitu ako odraz zrakového vnímania a vysokej aktivite - ako odraz analýzy informácií na vyššej hierarchickej úrovni mozgu, - hovorí Alexej Vysockij. - Napríklad, keď je extrakcia informácií z pamäte a rozhodovania ".

"Možnosť záznamu EEG vtáka v lete vyzeral veľmi problematické. To nikdy predtým. Že sa ukázalo, že - je to naozaj veľký úspech - pokračuje vedec. - Ukázali sme, že metóda EEG, ktorá až doteraz bola použitá len v laboratóriu, môže byť použitý v prírodných štúdií. A použiť, aby sa pochopiť, ako je mozog orientovaná k vonkajšiemu svetu. "

Podľa neho je história práca je nasledujúci. Prvé pokusy o rekord EEG holubica v lete boli vyrobené v Sovietskom fyziológ Kanevsky a jeho kolegami v roku 1982&mínus-83, v tomto poradí. Oni používali rádiové telemetrie vysielač pre prevod a zaznamenať elektrickú aktivitu v mozgu holubica lietanie v zadnej časti vrtuľníka. Táto metóda neumožňuje získať kvalitné údaje, a zároveň bola veľmi drahá. Okrem toho, vrtuľník je silne ovplyvnený správaním vtákov v lete.

Od roku 2002 sa skupina profesora Hans-Peter Lipp začal pracovať na mini-encephalography pre lietanie holuba. Prvá možnosť neyrologgera bola pripojená k chrbte holuba spolu s GPS. Potom sa začali práce na za účelom dosiahnutia čistoty záznamov a znížiť hmotnosť prístroja. Navrhnutý Alexey Vysockého neyrologger 2 povolené pre skúmanie navigačných holubov na dlhom lete.