Тараканы бегают по Земле уже 320 миллионов лет и терроризируют людей последние 200 тысяч лет. Исследователи обнаружили, что у ненавидимых всеми насекомых в голове есть «датчик GPS», чтобы ориентироваться в окрестностях и находить новые места для заселения.

Результаты исследования показывают, что разные животные развили похожие системы, чтобы управлять одними и теми же процессами, — пример конвергентной эволюции. Дальнейшее изучение тараканов может пролить свет на то, каким образом люди ориентируются в пространстве и почему некоторым это не удается.

Повторяя эксперименты, которые обнаружили наличие нейронов направления головы у крыс, профессор Рицман из Университета Кейс Вестерн Резерв (США) и его аспирант Адриенн Варга нашли у тараканов активность, похожую на действие нейронов направления, и доказательство контекстуального сигнала.
Исследователи записали активность клеток в области мозга под названием центральный комплекс, когда насекомые были заперты в трубе. Затем каждого таракана поместили на платформу, которая вращалась по часовой стрелке и против нее. Платформа была окружена черной стеной с единственным ориентиром — белым квадратом. Насекомых вращали на 360 градусов с 30-градусными шагами, от 4 до 6 раз, по часовой стрелке и против часовой — существенно дезориентируя их.
Во время эксперимента тараканы могли видеть и, так как им не хватает внутреннего уха, использовали подобную вестибулярной систему, чтобы «поймать» сигналы поворота.
Эксперты обнаружили, что клеточная активность тараканов при поворотах по часовой стрелке и против часовой стрелки была различной. Так же происходит у людей — при разном направлении поворота «зажигаются» разные клетки.
Сильнейшая клеточная активность у тараканов появилась, когда в стену вставили белый квадрат — визуальный ориентир. Насекомые могли использовать его вместе с сигналами, которые обеспечивало движение вращающейся платформы. Когда карточку убирали, активность некоторых клеток не изменилась. Это значит, что насекомые ориентировались не полагаясь на визуальный ориентир.
Чтобы тестировать навигационные способности насекомых далее, исследователи поместили фольгу на головы тараканов из нового экспериментального «отряда». Лишенные зрения насекомые вращались и показывали в центральном комплексе мозга активность, похожую на ту, что испытывали предыдущие подопытные, когда их вращали без белой карточки. Затем исследователи убрали фольгу и вставили карточку на стену. Такраканы вращались, и некоторые клетки центрального комплекса меняли свою пиковую активность. Это дает основания предположить, что GPS в мозге «пересоставляло карты», добавляя новую визуальную информацию. Некоторые клетки, однако, не показали никаких изменений в пиковой активности. Это значит, что насекомые рассчитывают только на внутренние сигналы, которые обеспечивало движение во время вращения.
Когда исследователи детально изучили активность клеток центрального комплекса, они обнаружили, что некоторые нейроны записывали направление головы как компас, другие фиксировали относительное направление от вращения — по часовой стрелке или против часовой — после каждой остановки, сохраняя навигационный контекст. Нейроны нескольких тараканов учитывали оба способа определения направления.
Профессор Рицман говорит, что и люди, и тараканы имеют общего предка, и способность ориентироваться в пространстве либо хранилась в памяти, либо (вероятнее всего) являет собой пример конвергентной эволюции. Ученый уверен, что все животные, от членистоногих до людей, имеют схожую структуру навигационной системы, которая стала более специализированной и сложной у некоторых видов.

gismeteo.ru