鴿子腦中具有GPS定位功能 神經元磁場編碼

鴿子可以從幾百公里之外，甚至在一、二千公里遠的地方，仍能飛回家去，其奧秘何在呢？它的答案是鴿子腦部神經元為地球磁場編碼，讓鴿子擁有可靠的內置GPS，鴿子腦部的這個定位系統，讓它們可以感知地球磁場的變化，并在長途距離中辨別方向。

科學家早就知道，許多動物（從鳥類到狐貍甚至可能包括人類）身上存在著磁場接收器。在以前的長期研究中，專家們一直對鴿子認路的本領爭論不休，一方認為鴿子是靠其體內的磁性物質來辨認方向，就像人使用微型指南針一樣；另一方則認為，鴿子將空氣中的不同氣味作為指示牌來辨認回家的路線，當然，視覺信號的作用也不能排除；還有一種理論認為，鴿子是靠太陽的位置來識別方向的。這些以前的研究基本上確定了磁場接收器存在于鳥類喙部和脊椎動物其他部位的事實。

zui近，美國貝勒醫學院的吳樂清和戴維-迪克曼在美國《科學》周刊上撰寫了文章，根據他們一項的研究表明，鴿子腦部的神經元為地球磁場方向編碼，讓這種鳥類擁有與生俱來的內置定位系統（GPS）。不過，這是有人試圖解釋鴿子腦部神經元情況，是如何利用這些接收器并帶來方向感。美國醫學研究人員說，他們發現了鴿子的腦細胞是怎樣記錄了從地球磁場中感知到的詳細導航信息?？茖W家采取的做法是，將一些鴿子置于黑暗的環境下，并對它們的腦部進行監測，他們試圖找到負責解讀這些信號的神經網絡。接著科學家調高了磁場的強度，并對其范圍、高度和其他變量進行調節。他們用基因標記來確定神經元被激活的時間點，而且把關注的重點放在用來處理此類信息的神經區域。zui終，他們在鴿子的腦干部位確定了活動性大大提高的53個神經元。而且，這些腦細胞與相對應的人工磁場范圍zui為敏感。在貝勒醫學院進行此項研究的這兩名研究人員說，他們的發現揭示了：鴿子腦部一種稱為神經元的單細胞可以將磁場方位、強度和極性信息編制成密碼。研究人員發現，當鴿子內耳中某一區域處于變化的磁場中時，這些腦部的神經元就會作出反應。

那么信號從何而來？吳和迪克曼認為磁場信息通過內耳發送到神經元，不過喙部和視網膜接收器也有可能在其中發揮了作用。他們這樣寫道：神經元將地磁矢量編碼，神經細胞利用這些編碼進行計算，得到關于方位和飛行方向的信息。換句話說，這就是鴿子神經系統的定位系統。研究人員說，證據表明，這些神經元屬于一個接收器網絡，接收器可以發現并向腦部的其他部位發送有關地球磁場方位和強度的信息。他們猜測，腦部的其他區域把新收到的磁場數據與腦中的地球表面三維圖像相對照，這讓鳥類擁有驚人的導航能力。

研究人員對鳥類磁場感應能力感興趣是因為它有助于進一步了解人類的一些腦部疾病。這項新的研究已發表在《科學》期刊上。