Дэвид Барри - Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире

Разумеется, лабораторные эксперименты проводятся в чрезвычайно искусственных условиях, не отражающих реальной жизни в дикой природе. Навигация в реальном мире может осуществляться на расстояниях, доходящих до сотен или даже тысяч километров. В большинстве случаев эксперименты касаются лишь двумерной навигации, в то время как многим животным — особенно умеющим летать или плавать — приходится ориентироваться в трех измерениях. Как именно их (и наш) мозг справляется с такими в высшей степени сложными задачами, пока неясно [471] Finkelstein, A., Las, L., & Ulanovsky, N. (2016). ‘3-D maps and compasses in the brain’, Annual Review of Neuroscience, 39. P. 171–196; Grieves, R. M., & Jeffery, K. J. (2017). ‘The representation of space in the brain’, Behavioural Processes, 135. P. 113–131. .

Поэтому было бы чрезвычайно полезно получить возможность изучения работы мозга животного во время его свободных перемещений в естественной среде. Израильский ученый Нахум Улановский уже разработал хитроумные методы регистрации активности отдельных клеток мозга летучей мыши в полете [472] Ulanovsky, N., & Moss, C. F. (2007). ‘Hippocampal cellular and network activity in freely moving echolocating bats’, Nature Neuroscience, 10 (2). P. 224–233. , и эти методы, возможно, вскоре будут применяться и для других животных.

Хотя центральную роль в решении навигационных задач играют гиппокамп и тесно связанные с ним зоны, ясно, что другие отделы мозга также вносят в эту работу важный вклад. Во время перемещений животного в его среде обитания разные области мозга обмениваются сигналами, когда животное вспоминает, где оно было раньше, или думает, куда следовать дальше. Как именно эти сложные «соединения» влияют на процесс навигации, остается загадкой.

Также ясно, что гиппокамп играет очень важную роль, а не только помогает формировать карту физических окрестностей и прокладывать маршрут. Он совершенно необходим для сохранения воспоминаний о людях, предметах, событиях и отношениях: возможно даже, что его основная функция состоит в образовании абстрактного «пространства памяти», в котором могут храниться и обрабатываться самые разнообразные концепции. С этой точки зрения гиппокамп не столько выполняет сами навигационные расчеты, сколько предоставляет запоминающее устройство, необходимое для успешной навигации [473] Eichenbaum, H., & Cohen, N. J. (2014). ‘Can we reconcile the declarative memory and spatial navigation views on hippocampal function?’, Neuron, 83 (4). P. 764–770. .

Очевидно, мы не знаем еще очень многого, но в недавнем обзоре пятидесяти с лишним лет исследований Мозеры предлагают смелый вывод, что навигация, возможно, будет «одной из первых когнитивных функций, механистические аспекты которых мы сможем понять» [474] Moser, E. I., Moser, M. B., & McNaughton, B. L. (2017). ‘Spatial representation in the hippocampal formation: a history’, Nature Neuroscience, 20 (11). P. 1448–1464. .

При этом остается неразрешенным один интересный философский вопрос. Хотя нам достоверно известно, что гиппокамп и ЭК играют в навигации ключевую роль, можно спорить об основе той пространственно-временной системы координат, которая, по-видимому, реализуется в них. Большинство нейробиологов, следуя положениям классической физики, считает самоочевидным, что пространство и время являются фундаментальными, неизменными измерениями реальности — внешнего мира , — каким-то образом представленными в нашем мозге.

Однако современная физика утверждает, что на самом деле пространство и время не являются ни отдельными, ни тем более неизменными измерениями. Наше субъективное восприятие как пространства, так и времени также чрезвычайно изменчиво. Значит ли это, что существуют другие возможности? Возможно, пространство и время всего лишь конструкты , порождаемые нашим физическим взаимодействием с миром [475] Buzsáki, G., & Llinás, R. (2017). ‘Space and time in the brain’, Science, 358 (6362). P. 482–485. .

Молодой исследователь Андриус Пашуконис, который раньше работал в Венском университете, а теперь перешел в Стэнфорд, провел долгое время в дождевых лесах Гвианы, терпеливо изучая крошечных (длиной 25 миллиметров) лягушек [476] Речь идет о трехполосом древолазе ( Ameerega trivittata ). , обладающих замечательными — и пока что необъяснимыми — способностями.

Самцы этого вида занимают маленькие участки подлеска, защищают их от конкурентов и привлекают туда самок своими криками. После спаривания самки откладывают яйца, а самцы осторожно переносят их в лужи, расположенные в других частях леса, в которых могут вылупляться и расти головастики. Затем самцы возвращаются на свою территорию. Пашуконис сконструировал специальную неопреновую повязку, позволяющую прикреплять к самцам радиотрекеры, и относил их на расстояние до 800 метров от их участков.