Nem véletlenül választották a UCL Sainsbury Wellcome Központjának és a német Oldenburgi Egyetemnek a kutatói a barátposzátát (Sylvia atricapilla) vizsgálatuk alanyául. Egy vándorló énekesmadárról van ugyanis szó, amelyik tavasszal általában Európában költ, majd ősszel délre vonul, főként valamilyen mediterrán térségbe vagy Afrikába. Alig nagyobb egy verébnél, mégis több ezer kilométert tesz meg évente. Miután hosszú vándorútján rendkívül pontosan tájékozódik, ideális alanya a navigációkutatásnak, a mágneses érzékelés vizsgálatának, valamint az agytérkép készítésének.
A pontos tájékozódás hátterében az áll, hogy e madarak (sok vándorló társukhoz hasonlóan) képesek érzékelni a bolygó mágneses terét. Azonban – vélik mostanában a kutatók – nem belső kis iránytűkkel, hanem egy különleges kvantummechanikai folyamattal. A szakemberek úgy gondolják, hogy a madarak szemében található kriptokróm elnevezésű fehérjék fény hatására különleges elektronreakciókat indítanak el, amelyek érzékenyek lehetnek a Föld mágneses terére, és lehetővé tehetik a madarak számára, hogy a mágneses erővonalak szöge alapján tájékozódjanak.
Ez a rendszer olyan, mint egy „dőlésszög-iránytű”, amely érzékeli azt a konkrét szöget, amelyben a mágneses mező vonalak a Föld felszínére esnek. Az északi és déli irányok polaritás szerinti megkülönböztetése helyett a madár azt figyeli, hogy a mágneses vonalak meredekebbek vagy egyenesebbek-e – magyarázta Dr. Simon Weiler, a Current Biology folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője egy, a ZME Science-nek adott interjúban.
„A meredekebb szög azt jelenti, hogy a sarkok felé haladunk; a sekélyebb pedig azt, hogy az Egyenlítő felé. Meglepő módon ez a rendszer mindkét féltekén működik anélkül, hogy a madárnak folyamatosan újra kellene kalibrálnia magát – ez egy elegáns megoldás egy globális navigációs problémára” – tette még hozzá a szakember.
A tudósok évtizedek óta próbálják megérteni a jelenség mögött álló idegi rendszert, azonban hiányzott valami alapvető: a madáragy közös térképe, legalábbis eddig. A kutatók ugyanis most pótolták a hiányt.
Az agytérkép készítéséhez úgynevezett soros kétfoton (STP) tomográfiát használták. Ez a folyamat magában foglalja egy teljes madáragy felvételét, a felszínének nagy teljesítményű mikroszkóppal történő leképezését, majd egy automatizált penge használatával egy mikroszkopikus réteg leválasztását a következő képalkotása előtt. A csapat ezt nyolc különböző hím barátposzáta esetében megismételte. Ezután átlagolták az adatokat, és egy 25 mikrométeres felbontású reprezentatív sablont hozta létre, ami sokkal részletesebb és informatívabb, mint bármely korábbi madáragytérkép.
A térképen 44 különálló agyterület azonosítható, beleértve az „éneklésért” felelős rendszert, illetve a látáshoz és a navigációhoz kapcsolódó területeket. Több agy átlagolásával a kutatók arról is gondoskodtak, hogy a térkép ne csupán egyetlen, esetleg szokatlan madár agyának pillanatképe legyen.
Ugyanebben a publikációban a kutatók feltártak egy korábban ismeretlen közvetlen kapcsolatot az agy mágnesességre érzékeny területei és a döntéshozó központ, a nidopallium caudolaterale (az emlősök prefrontális kérgének megfelelője) között. Ez egyértelműen utal arra, hogy a madár mágneses adatokat használ kulcsfontosságú bemenetként, és mérlegeli azokat más információkkal (pl. csillagállás, vizuális tereptárgyak, szagok) együtt, mielőtt eldönti, merre menjen tovább, illetve azt is világosan érzékelteti, hogy miként segíthet egy ilyen térkép új agyi pályák jellemzésében.
Az alábbiakban a poszáta agyatlasza látható koronális nézetből. Ez a nézet elöl-hátul irányban „vágja ketté” az agyat.
A barátposzáta agytérképe ingyenesen elérhetőaz idegtudományi kutatóközösség számára. A jelenlegi projekt készítői azt is hangsúlyozzák, hogy bár a legmodernebb STP tomográfiát használták, más mikroszkópiai módszerek is alkalmasak ilyesfajta atlaszok készítésére, így akár fénymikroszkópos képek is. „A legfontosabb, hogy a nyílt forráskódú szoftvereszközök és a részletesen közzétett folyamatok segíthetnek új agy- vagy más szervatlaszok létrehozásában bármely faj számára, értékes forrást biztosítva az idegtudománynak” – véli Weiler.
A kutatók most a zebrapinty agyát térképeznék fel. Ez a madár ugyanis az idegtudomány egyik legfontosabb modellorganizmusa a hangképzés tanulmányozásában Ennek ellenére a kutatóközösségnek még mindig hiányzik egy modern, nagy felbontású, nyílt forráskódú 3D-s atlasz, amely lehetővé tenné a szakemberek számára, hogy közös nevezőre hozzák a laboratóriumok közötti adatokat. Úgy tűnik, már erre sem kell sokáig várni.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
