خفاش‌ها سال‌هاست به خاطر توانایی شگفت‌انگیزشان در جهت‌یابی در تاریکی مورد توجه بوده‌اند. اما اکنون برای اولین‌بار، دانشمندان فعالیت مغزی پستانداران در حال پرواز در طبیعت را ثبت کرده‌اند. نه در یک آزمایشگاه بسته، بلکه در آسمان باز جهان واقعی.
گروهی کوچک از خفاش‌های میوه‌خوار در آسمان جزیره لاتهام به پرواز درآمدند. آن‌ها کار عادی خود را انجام می‌دادند، اما این‌بار مغزهایشان در لحظه و از راه دور ثبت می‌شد.
چرا جزیره لاتهام بهترین آزمایشگاه طبیعی بود؟
این جزیره کوچک در حدود ۲۵ مایلی سواحل تانزانیا قرار دارد. تنها به اندازه هفت زمین فوتبال وسعت دارد. بدون انسان، ساختمان یا درختان بلند. همین ویژگی‌ها آن را به محیطی عالی برای پژوهش تبدیل می‌کرد.
- فضای طبیعی اما قابل مدیریت
- به اندازه کافی دورافتاده تا خفاش‌ها از منطقه خارج نشوند
- سطح باز برای جلوگیری از مسدود شدن سیگنال‌ها
- دارای ویژگی‌های بصری کافی برای جهت‌یابی واقعی
تیمی از مؤسسه علوم وایزمن همه تجهیزات لازم را همراه بردند: ابزار آزمایشگاهی، دستگاه‌های ماهواره‌ای، تجهیزات ضبط مغز و حتی وسایل کمپ.
آن‌ها در مؤسسه دامپزشکی تانزانیا یک آزمایشگاه موقت ساختند. سپس شش خفاش میوه‌خوار محلی را به کوچک‌ترین دستگاه‌های ثبت سیستم عصبی و GPS مجهز کردند.
چالش‌های طبیعی: طوفان و انتظار
کار در ابتدا سخت پیش می‌رفت. توفند استوایی «فردی» هنوز در جنوب فعال بود. وزش بادهای شدید باعث شد خفاش‌ها یک هفته اول نتوانند پرواز کنند.
اما وقتی هوا آرام شد، آزمایش آغاز شد. هر شب، خفاش‌ها تا ۵۰ دقیقه در آسمان تنها پرواز می‌کردند. در همین زمان، بیش از ۴۰۰ نورون مرتبط با جهت‌یابی در عمق مغز آن‌ها فعال می‌شد.
کشف «قطب‌نمای داخلی» در مغز خفاش‌ها
هر بار که خفاش سرش را به جهت خاصی برمی‌گرداند، دسته مشخصی از سلول‌ها فعال می‌شدند. مثلاً وقتی به سمت شمال می‌نگریستند، نورون‌های خاصی شلیک می‌کردند.
این سلول‌های جهت‌سر قبلاً در آزمایشگاه دیده شده بودند. اما این نخستین مشاهده در طبیعت بود. شگفتی بزرگ آنجا بود که این قطب‌نما ثابت ماند. تغییر محیط یا زاویه دید هم آن را جابه‌جا نمی‌کرد.
«قطب‌نما جهانی و یکنواخت است. بدون توجه به اینکه خفاش در کجای جزیره است، سلول‌های مشخص همیشه یک جهت ثابت را نشان می‌دهند. شمال همیشه شمال است.» — پروفسور ناخوم اولانوفسکی
خفاش‌ها به مغناطیس تکیه نمی‌کنند
برخی جانوران مثل پرندگان از میدان مغناطیسی زمین استفاده می‌کنند. اگر خفاش‌ها هم چنین می‌کردند، جهت‌گیری‌شان از همان شب نخست دقیق می‌شد. اما این‌طور نبود.
چند شب طول کشید تا قطب‌نمای داخلی آن‌ها پایدار شود. این یعنی آن‌ها به جای مغناطیس زمین، از چیز دیگری کمک می‌گیرند: نشانه‌های بصری.
خفاش‌های میوه‌خوار با چشم‌های خود بهتر از هر حس دیگری جهت را تشخیص می‌دهند. صخره‌ها، پستی‌ها و بلندی‌های جزیره نقش تابلوهای راهنما را برای آن‌ها بازی می‌کردند.
یادگیری تدریجی محیط
علائم طبیعی باید دیده و یاد گرفته شوند. برای همین تثبیت قطب‌نما چند شب زمان می‌برد.
«هر محیط طبیعی سرشار از نشانه‌هایی است که دیده یا بو یا شنیده می‌شوند. در خفاش‌های میوه‌خوار، دید بر همه چیز غالب است.» — اولانوفسکی
ستارگان و ماه هم نقشی ندارند
ممکن است فکر کنیم خفاش‌ها برای پرواز شبانه از آسمان کمک می‌گیرند، اما پژوهش نشان داد که وجود ماه و ستارگان ضروری نیست. هرچند شاید در ابتدای جهت‌گیری کمک کوچکی کنند.
این کشف چه ربطی به انسان دارد؟
سلول‌های جهت‌سر تنها در خفاش‌ها نیستند. مغز انسان هم چنین سلول‌هایی دارد. این شبکه از آغاز رشد مغزی شکل می‌گیرد و برای بقا و جهت‌یابی حیاتی است.
پژوهشگران معتقدند شناخت این سیستم می‌تواند در درک اختلالات مغزی مانند آلزایمر بسیار مؤثر باشد. وقتی توانایی تشخیص مسیر از بین می‌رود، زندگی روزمره مختل می‌شود.
آزمایشگاه بزرگ اما ناکافی
محققان در وایزمن پیش از این یک تونل بزرگ ۲۰۰ متری برای مطالعه جهت‌یابی خفاش‌ها ساخته بودند. با این حال، تجربه طبیعت نشان داد هیچ جایگزینی برای جهان واقعی وجود ندارد.
«امیدواریم این پژوهش دیگران را تشویق کند مطالعات مغزی را از چارچوب آزمایشگاهی خارج کنند و به دل طبیعت ببرند.» — اولانوفسکی
نتایج کامل این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.
—
جمع‌بندی: خفاش‌ها، GPS زنده در آسمان
مغز خفاش‌ها جهان را با یک قطب‌نمای داخلی ثابت و دقیق رمزگشایی می‌کند. آن‌ها از نشانه‌های بصری طبیعی می‌آموزند و در تاریکی مسیر درست را پیدا می‌کنند. این کشف گامی مهم در فهم عملکرد مغز انسان نیز هست.
آیا فکر می‌کنید انسان می‌تواند مثل خفاش‌ها به حس جهت‌یابی ذاتی خود تکیه کند؟ دیدگاه خود را در کامنت‌ها با ما به اشتراک بگذارید یا این مطلب را با دوستانتان ارسال کنید.
