Az idegtudós expedíciója: új otthon a gyümölcsdenevéreknek
A kutatók olyan helyszínt kerestek, amely elég nagy a denevérek szabadon engedéséhez, de mégsem túl nagy, ráadásul teljesen elzárt és más területektől elszigetelt. Így biztosíthatták, hogy a kísérleti állatok nyomon követhetők, és az agyi aktivitásuk rögzíthető. Ehhez igazi kincskereső expedícióra volt szükség: éjszakákon át kutattak ideális sziget után a Google Earth segítségével, míg végül valaki rábukkant Lathamra.
Az expedíció vezetője, Nachum Ulanovsky csapatával Izraelből szállított felszerelést, sátrakat és műholdas kommunikációs eszközöket, helyi halászokat béreltek fel az ellátáshoz és a logisztikához. A 2023 februárjában kezdődött kísérlethez egy állat-egészségügyi intézetet is laboratóriummá alakítottak Dar es-Salaamban. Hat helyi gyümölcsdenevér agyába miniatűr, GPS-szel kombinált agyi aktivitásmérőt ültettek be – ez a világ legkisebb ilyen eszköze, amelyet kifejezetten erre a kutatásra fejlesztettek ki.
Viharok, tanulás és komplex terepismeret
A borzasztó időjárás majdnem keresztülhúzta a terveket, hiszen a világ leghosszabb ideig tartó Freddy-ciklonja 1500 kilométerre tombolt délen, erős szeleket sodorva a szigetre. Az első héten ezért a denevérek nem mertek repülni, de később, amikor lecsillapodott a vihar, elkezdődhetett a kutatás. Második látogatásuk, 2024-ben már szerencsésebben zajlott, komolyabb időjárási akadályok nélkül.
A kutatók hagyták, hogy a denevérek akklimatizálódjanak, majd minden éjjel egyenként engedték őket szabadon fél-egy órára. Ezalatt több mint 400 idegsejt aktivitását rögzítették az agyban – elsősorban abban a régióban, amely a navigációért felelős.
A globális belső iránytű működése
A megfigyelések alapján, amikor egy denevér feje bizonyos irányba nézett – például észak felé –, mindig ugyanaz a neuroncsoport aktiválódott, mintegy egy belső, agyi iránytűt működtetve. Ilyen jelenséget korábban csak laboratóriumi körülmények között figyeltek meg, szabadban azonban most először sikerült bizonyítani.
Lényeges szempont, hogy az „iránytű-sejtek” akkor is azonosan működtek, ha a denevér a sziget különböző pontjain járt – így a teljes sziget területén megbízható eligazodást biztosítottak, függetlenül attól, hogy a partvonal, sebesség vagy repülési magasság éppen hogyan változott.
Ugyanakkor a kutatók kimutatták, hogy a denevérek iránytűje nem a Föld mágneses mezejére támaszkodik. Az első néhány éjszaka során túl instabil volt az orientáció, majd a harmadik éjszakára lassú tanulási folyamattal „állt be” a stabil tájékozódás – egy állandó mágneses mező esetén erre nem lenne szükség.
Landmarkok, látvány, égi testek – miből tanul a denevér?
Valószínűnek tűnik, hogy a denevérek a tereptárgyakat, vagyis a helyszíni landmarkokat használják referenciaként – különböző sziklák, part menti formák, amelyek vizuálisan érzékelhetők, és amelyeket több nap alatt tanulnak be. Fontos, hogy ezek a landmarkok csak bizonyos nézőpontból láthatók, tehát a denevéreknek komoly tanulási folyamaton kell átesniük.
Ugyanakkor felmerül: lehetséges-e, hogy az égitestek – a Nap, a Hold, vagy a csillagok – is szerepet játszanak? Korábbi laboratóriumi eredmények szerint a mozgó égi objektumok is befolyásolhatják az idegi orientációt, de Latham-szigetén azt tapasztalták: akár látszott a Hold, akár felhő takarta, a belső iránytű ugyanolyan stabil maradt. Lényeges szempont, hogy a denevérek tehát nem az égi támpontokra bízzák a túlélésüket.
Ennek fényében felmerülhet, hogy amikor egy új helyre kerülnek, a landmarkok gyorsabb megértése érdekében olykor mégis összevetik a térbeli tájékozódást az égi objektumok pozíciójával – mintegy kalibrálva a saját iránytűjüket.
Miért fontos a denevér iránytűje az embernek?
A fej-irányító sejtek már újszülött korban megjelennek az emlősök agyában, és evolúciósan is rendkívül ősi mechanizmusnak számítanak – megtalálhatók a legyektől az egéren át egészen a denevérig minden fajban. Ezek nélkül az állat (vagy ember) aligha boldogulna a természetben.
A kutatások abban is segítenek, hogy jobban megértsük, miként működik az emberi agy navigációs rendszere, hogyan zavarodik meg például Alzheimer-kór esetén, és miként lehetne javítani a kognitív tájékozódási problémákat. Lényeges különbség, hogy a laboratóriumi körülmények sosem tudják tökéletesen visszaadni a vadon komplexitását – a mostani fejlesztések és a miniatürizált agymonitorok azonban olyan úttörő felfedezéseket tettek lehetővé, amelyek korábban elképzelhetetlenek voltak.
Kaland a világ végén – és ami utána jön
Az expedíció nem volt problémáktól mentes: például egy műholdas szolgáltatót is meg kellett kérniük, hogy módosítsa az egyik műhold pályáját, hogy legyen térerő a szigeten. Minden nehézség ellenére azonban hatalmas jelentőségű adatokat sikerült gyűjteniük. A kutatók bíznak abban, hogy példájuk más idegtudományi laborokat is inspirál – hiszen a valóság, a természetes környezet adja a legjobb válaszokat arra, hogyan is igazodnak el az élőlények a világban.
