Ученые обнаружили, что обыкновенная мартышка, ведущая дневной образ жизни, ориентируется в окружающей среде иначе, чем ранее изученные крысы, что отражает ее уникальную экологическую адаптацию к условия окружающей среды.
Гиппокамп — это филогенетически древняя структура мозга млекопитающих, которая участвует в процессе создания пространственной памяти и навигации. Понимание того, как гиппокамп поддерживает когнитивное картографическое представление внешнего мира, впервые появилось благодаря записям всплесков активности отдельных нейронов у свободно перемещающихся крыс, когда животные занимали определенные места в лабиринте.
После открытия пространственных клеток выяснилось, что имеется богатое разнообразие кодирующих пространство нейронов как в гиппокампе, так и в функционально связанных с ним областях мозга. На основе пространственной навигации, которую всесторонне изучили на грызунах, исследователи признали гиппокамп глобальной системой позиционирования (GPS), которая позволяет формировать когнитивную карту окружающей среды.
В новом исследовании ученые обнаружили, что приматы, известные своим уникальным дневным зрением, ориентируется в мире совершенно иначе, чем хорошо изученные крысы. В отличие от грызунов, которые используют низкоскоростные движения головы и тактильные исследования усов, мартышки пользуются визуальными сигналами, полагаясь на быстрые перемещения взгляда во время стояния и минимизируя движения головы во время навигации.
«Мы видим, что стратегии исследования и навигации отражают адаптацию каждого вида к его экологической нише. Для обезьян зависимость от визуальных сигналов согласуется с их нормальным поведением в течение дня», — говорят исследователи.
Наиболее отчетливо видны различия на клеточном уровне гиппокампов примата. Области гиппокампа CA3/CA1 обезьян проявляют избирательность в отношении трехмерного изображения, ориентации головы и местоположения в меньшей степени. Таким образом, взгляд играет определяющую роль в пространственной навигации.
Также отличия в пространственной системе крыс от обезьян наблюдаются в отсутствии у приматов ритмичных тета-колебаний потенциалов локального поля во время передвижения. Вместо этого у них тета-ритм, вызванный перемещением головы, минимален, а за ним следует активация интернейронов с последующими различными изменениями в активности пирамидальных клеток.
Результаты исследования показывают, что визуальное изучение среды у приматов и лежащая в его основе специализация гиппокампа отличаются от таковых у крыс. Это отражает особенности восприятия обезьян, связанных с дневным зрением. Полученные результаты не только открывают путь к более глубокому пониманию пространственной навигации у разных видов млекопитающих, но и потенциально могут привести к прогрессу в изучении функций человеческого мозга.
Результаты исследования опубликованы в виде препринта в электронном архиве BioRxiv.org.
Текст: Денис Бурляй