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鴿子腦中具有GPS定位功能 神經(jīng)元磁場編碼 |
| 發(fā)布時(shí)間：2012-05-30 文章來源： 瀏覽次數(shù)：4542 |
骨科鋼板鴿子可以從幾百公里之外，甚至在一、二千公里遠(yuǎn)的地方，仍能飛回家去，其奧秘何在呢？它的謎底是鴿子腦部神經(jīng)元為地球磁場編碼，讓鴿子擁有可靠的內(nèi)置GPS，鴿子腦部的這個(gè)定位系統(tǒng)，讓它們可以感知地球磁場的變化，并在長途間隔中辨別方向。
科學(xué)家早就知道，很多動物（從鳥類到狐貍甚至可能包括人類）身上存在著磁場接收器。在以前的長期研究中，專家們一直對鴿子認(rèn)路的本領(lǐng)爭論不休，一方以為鴿子是靠其體內(nèi)的磁性物質(zhì)來辨認(rèn)方向，就像人使用微型指南針一樣；另一方則以為，鴿子將空氣中的不同氣息作為指示牌來辨認(rèn)回家的路線，當(dāng)然，視覺信號的作用也不能排除；還有一種理論以為，鴿子是靠太陽的位置來識別方向的。這些以前的研究基本上確定了磁場接收器存在于鳥類喙部和脊椎動物其他部位的事實(shí)。
最近，美國貝勒醫(yī)學(xué)院的吳樂清和戴維-迪克曼在美國《科學(xué)》周刊上撰寫了文章，根據(jù)他們一項(xiàng)最新的研究表明，鴿子腦部的神經(jīng)元為地球磁場方向編碼，讓這種鳥類擁有與生俱來的內(nèi)置全球定位系統(tǒng)（GPS）。不外，這是首次有人試圖解釋鴿子腦部神經(jīng)元情況，是如何利用這些接收器并帶來方向感。美國醫(yī)學(xué)研究職員說，他們發(fā)現(xiàn)了鴿子的腦細(xì)胞是怎樣記實(shí)了從地球磁場中感知到的具體導(dǎo)航信息。科學(xué)家采取的做法是，將一些鴿子置于黑暗的環(huán)境下，并對它們的腦部進(jìn)行監(jiān)測，他們試圖找到負(fù)責(zé)解讀這些信號的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。接著科學(xué)家調(diào)高了磁場的強(qiáng)度，并對其范圍、高度和其他變量進(jìn)行調(diào)節(jié)。他們用基因標(biāo)記來確定神經(jīng)元被激活的時(shí)間點(diǎn)，而且把關(guān)注的重點(diǎn)放在用來處理此類信息的神經(jīng)區(qū)域。終極，他們在鴿子的腦干部位確定了流動性大大進(jìn)步的53個(gè)神經(jīng)元。而且，這些腦細(xì)胞與相對應(yīng)的人工磁場范圍最為敏感。在貝勒醫(yī)學(xué)院進(jìn)行此項(xiàng)研究的這兩名研究職員說，他們的發(fā)現(xiàn)揭示了：鴿子腦部一種稱為神經(jīng)元的單細(xì)胞可以將磁場方位、強(qiáng)度和極性信息編制成密碼。研究職員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鴿子內(nèi)耳中某一區(qū)域處于變化的磁場中時(shí)，這些腦部的神經(jīng)元就會作出反應(yīng)。
那么信號從何而來？吳和迪克曼以為磁場信息通過內(nèi)耳發(fā)送到神經(jīng)元，不外喙部和視網(wǎng)膜接收器也有可能在其中施展了作用。他們這樣寫道：神經(jīng)元將地磁矢量編碼，神經(jīng)細(xì)胞利用這些編碼進(jìn)行計(jì)算，得到關(guān)于方位和飛行方向的信息。換句話說，這就是鴿子神經(jīng)系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)。研究職員說，證據(jù)表明，這些神經(jīng)元屬于一個(gè)接收器網(wǎng)絡(luò)，接收器可以發(fā)現(xiàn)并向腦部的其他部位發(fā)送有關(guān)地球磁場方位和強(qiáng)度的信息。他們預(yù)測，腦部的其他區(qū)域把新收到的磁場數(shù)據(jù)與腦中的地球表面三維圖像相對照，這讓鳥類擁有驚人的導(dǎo)航能力。
研究職員對鳥類磁場感應(yīng)能力感愛好是由于它有助于進(jìn)一步了解人類的一些腦部疾病。這項(xiàng)新的研究已發(fā)表在《科學(xué)》期刊上。 鎖定鋼板 |
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