การเดินทางของสัตว์

หนึ่ง ของความพยายามที่มีชื่อเสียงมากขึ้นในบริเวณนี้ได้ดำเนินการโดยมหาวิทยาลัย แอริโซนาและนาซ่าซึ่งทำให้พวกเขาเปิดตัวหนูในพื้นที่ (บนกระสวยอวกาศ) อย่างไรก็ตามแม้ว่าหนูย้ายไปรอบ ๆ ในศูนย์แรงโน้มถ่วงพวกเขาวิ่งไปตามชุดของเส้นตรงเส้นหนึ่งมิติ การทดลองอื่น ๆ ที่มีการคาดการณ์สามมิติบนพื้นผิวสองมิติไม่ได้จัดการในการผลิตข้อมูล ปริมาตรอย่างใดอย่างหนึ่ง สรุป ก็คือว่าในเพื่อให้เข้าใจถึงการเคลื่อนไหวในสามมิติพื้นที่ปริมาตรมันเป็น สิ่งจำเป็นเพื่อให้สัตว์เพื่อย้ายผ่านทั้งสามมิติ – นั่นคือการวิจัยสัตว์ในเที่ยวบิน

Ulanovsky เลือกที่จะศึกษาค้างคาวผลไม้อียิปต์, ค้างคาวสายพันธุ์ที่พบบ่อยมากในประเทศอิสราเอล เพราะเหล่านี้มีขนาดค่อนข้างใหญ่นักวิจัยก็สามารถที่จะแนบระบบการวัดแบบไร้ สายในลักษณะที่ไม่ได้ จำกัด การเคลื่อนไหวของค้างคาว ‘ การพัฒนาระบบการวัดนี้มีความซับซ้อนเป็นความพยายามหลายปี Ulanovsky ในความร่วมมือกับ บริษัท ในเชิงพาณิชย์สหรัฐถูกสร้างขึ้นแบบไร้สายน้ำหนักเบา (12 กรัมประมาณ 7% ของน้ำหนักของค้างคาว) อุปกรณ์ที่มีขั้วไฟฟ้าที่วัดกิจกรรมของแต่ละเซลล์ในสมองของค้างคาว

ความ ท้าทายต่อไปนักวิทยาศาสตร์ที่ต้องเผชิญกับถูกปรับพฤติกรรมของค้างคาวของพวก เขาที่จะตอบสนองความต้องการของการทดลอง ค้างคาวบินไปตามธรรมชาติปลายทางของพวกเขา – ตัวอย่างเช่นต้นไม้ผลไม้ – เป็นเส้นตรง ในคำอื่น ๆ รูปแบบเที่ยวบินปกติของพวกเขาเป็นหนึ่งมิติในขณะที่การทดลองของพวกเขาจำเป็น ต้องมีเที่ยวบินที่จะเติมพื้นที่สามมิติ

การแก้ปัญหาที่จะพบในการ ศึกษาก่อนหน้าในกลุ่ม Ulanovsky ซึ่งติดตามค้างคาวผลไม้ป่าขนาดเล็กโดยใช้อุปกรณ์ GPS หนึ่งของการค้นพบก็คือว่าเมื่อค้างคาวมาถึงที่ต้นไม้ผลไม้ที่พวกเขาบินไปรอบ ๆ มันใช้ปริมาณเต็มพื้นที่โดยรอบต้นไม้ เพื่อ จำลองพฤติกรรมนี้ในห้องปฏิบัติการ – ถ้ำเทียมพร้อมกับอาร์เรย์ของอุปกรณ์ค้างคาวการตรวจสอบ – ทีมงานติดตั้ง “ต้นไม้” เทียมที่ทำจากแท่งโลหะและถ้วยที่เต็มไปด้วยผลไม้

สัตว์นำทางและปรับทิศทางของตัวเองเพื่อความอยู่รอด – จะหาอาหารและที่พักพิงหรือหลีกเลี่ยงการล่าเช่น ดำเนิน การวิจัยโดย ดร. Nachum Ulanovsky และงานวิจัยของนักเรียนไมเคิล Yartsev ของ Weizmann สถาบันชีววิทยากรมเผยแพร่ในวันนี้วิทยาศาสตร์เผยให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าสาม มิติปริมาตรพื้นที่เป็นที่รับรู้ในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม งาน วิจัยที่ได้รับการดำเนินการโดยใช้ที่ไม่ซ้ำกันระบบประสาท telemetry-จิ๋วพัฒนาโดยเฉพาะสำหรับงานนี้ซึ่งเปิดใช้งานการวัดของเซลล์สมอง เดียวในระหว่างการบิน

คำ ถามของวิธีการปรับทิศทางของสัตว์ที่ตัวเองอยู่ในพื้นที่ที่ได้รับการศึกษา อย่างกว้างขวาง แต่จนถึงขณะนี้การทดลองได้ดำเนินการเฉพาะในการตั้งค่าสองมิติ เหล่า นี้ได้พบตัวอย่างเช่นการวางแนวทางที่อาศัย “เซลล์” place – เซลล์ประสาทที่ตั้งอยู่ในฮิบโปเป็นส่วนหนึ่งของสมองที่เกี่ยวข้องในหน่วย ความจำหน่วยความจำเชิงพื้นที่โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซลล์แต่ละสถานที่เป็นผู้รับผิดชอบในพื้นที่อวกาศและมันจะส่งสัญญาณไฟฟ้าเมื่อสัตว์ที่ตั้งอยู่ในพื้นที่นั้น ร่วมกันผลิตเซลล์ที่เป็นตัวแทนเต็มรูปแบบของสภาพแวดล้อมของพื้นที่ทั้ง ซึ่งแตกต่างจากการทดลองในห้องปฏิบัติการ แต่การนำของสัตว์จำนวนมากในโลกแห่งความเป็นจริงรวมทั้งมนุษย์จะดำเนินการในสามมิติ แต่ความพยายามที่จะขยายขอบเขตของการทดลอง 2-3 มิติได้พบกับความยากลำบาก

การ ประเมินผลกิจกรรมของเซลล์ประสาทในสมองฮิบโปค้างคาว ‘เผยให้เห็นว่าเป็นตัวแทนของพื้นที่สามมิติจะคล้ายกับที่ในสองมิติ: เซลล์แต่ละสถานที่เป็นผู้รับผิดชอบในการระบุพื้นที่เชิงพื้นที่โดยเฉพาะ อย่างยิ่งใน “ถ้ำ” และส่งสัญญาณไฟฟ้าเมื่อ ค้างคาวตั้งอยู่ในพื้นที่นั้น ร่วมกันประชากรของเซลล์ที่ให้ความคุ้มครองเต็มรูปแบบของถ้ำ – ซ้ายและขวาขึ้นและลง

การ ตรวจสอบอย่างใกล้ชิดของพื้นที่ที่เซลล์แต่ละสถานที่มีความรับผิดชอบให้คำตอบ สำหรับคำถามที่ถกเถียงกันอย่างสูง: สมองไม่รับรู้สามมิติของพื้นที่ขณะที่ “เท่ากัน” นั่นคือมันไม่รู้สึกถึงแกนความสูงในลักษณะเดียวกับ เป็นที่ของระยะเวลาหรือความกว้าง? ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าเซลล์แต่ละสถานที่จะตอบสนองต่อปริมาณทรงกลมของพื้นที่คือการรับรู้ของทั้งสามมิติที่เป็นชุด นักวิจัยทราบว่าสำหรับผู้ที่ไม่ใช่สัตว์บินที่เป็นหลักย้ายในพื้นที่แบนแกนที่แตกต่างกันอาจจะไม่รับรู้ที่มีความละเอียดเดียวกัน อาจเป็นได้ว่าสัตว์ดังกล่าวเป็นธรรมชาติมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงตามแนวแกนยาวและความกว้างกว่าความสูง คำ ถามนี้เป็นคำถามที่น่าสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมันมาถึงมนุษย์เพราะบนมือ ข้างหนึ่งมนุษย์วิวัฒนาการมาจากลิงที่ย้ายไปอยู่ในพื้นที่สามมิติเมื่อแกว่ง ไปมาจากสาขาที่สาขา แต่ในมืออื่น ๆ ที่ทันสมัย​​มนุษย์พื้นดินที่อยู่อาศัยโดยทั่วไปนำทางใน พื้นที่สองมิติ

ผลการวิจัยที่ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เข้าสู่ฟังก์ชั่นพื้นฐานบางส่วนของสมองที่: นำทาง, อวกาศหน่วยความจำและการรับรู้เกี่ยวกับอวกาศ เพื่อขอบเขตขนาดใหญ่นี้เกิดจากการพัฒนาของเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมที่ได้รับอนุญาตเหลือบแรกเข้ามาในสมองของสัตว์บิน Ulanovsky เชื่อว่าแนวโน้มนี้ในการวิจัยซึ่งจะกลายเป็น “ธรรมชาติ” เป็นคลื่นในอนาคตของระบบประสาท พื้น ฐานของระบบประสาทพฤติกรรมของสัตว์จะถูกสอบสวนในห้องปฏิบัติการที่จำลองสภาพ ธรรมชาติ – หรือแม้แต่ในสัตว์ในแหล่งที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติของพวกเขาดำเนินการตามปกติ ของพวกเขากิจกรรมวันต่อวัน