Atklājumi.lv

Ģeomagnētiskais sensors ļauj aklajiem „redzēt”

Sensorā sistēma sastāv no 5 maņām - redzes, dzirdes, garšas, ožas un taustes, no kurām katra spēj apstrādāt uztverto kairinājumu. Tomēr jaunā pētījumā zinātniekiem izdevies atklāt, ka zīdītāja smadzenes spēj izmantot arī informāciju, ko maņu orgāni klasiski uztvert nespēj, piemēram, magnētisko lauku.

Jaunais atklājums ne tikai rosina pārdomas par, iespējams, neizmantoto galvas smadzeņu potenciālu, bet arī dod cerību, ka nākotnē varētu izdoties atvieglot neredzīgo cilvēku pārvietošanās iespējas. Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā „Current Biology”. 

„Galvenais, uz ko vēlamies vērst uzmanību ar šo pētījumu, ir smadzeņu latentās spējas jeb potenciāls. Pat pieaugušu indivīdu smadzenēm piemīt augstas pielāgošanās spējas,” norādījis Yuji Ikegaya no Tokijas universitātes (Japāna).

Piestiprinot mikrostimulatoru un ģeomagnētisko kompasu aklām žurkām, zinātnieki panākuši, ka dzīvnieki spontāni sāk izmantot jauno pieejamo informāciju par savu atrašanās vietu, tā iegūstot spēju pārvietoties pa labirintu gandrīz tikpat labi, kā redzīgās žurkas. Pētījuma rezultāti mudina domāt, ka līdzīgas neiroprotēzes ļoti iespējams varētu izgatavot neredzīgajiem cilvēkiem, lai atvieglotu viņu patstāvīgo pārvietošanos.

Pētījuma rezultāti parāda arī neiedomājamās zīdītāju smadzeņu pielāgošanās spējas - proti, dzīvnieku smadzenes bija spējīgas un gribošas papildināt savu 5 maņu pasaules uztveres sistēmu, un paveikt to vien 2 līdz 3 dienu laikā.

„Mēs bijām pārsteigti, ka žurkas spēj ne vien apgūt jaunu maņu, ko tās nekad iepriekš nav pielietojušas un neviens tām to nav „izskaidrojis”, bet vēl piedevām izdarīt to tik īsā laika posmā,” pārsteigumā par pētījuma rezultātiem dalījies Ikegaya.

Pētījuma mērķis šoreiz nebija atjaunot žurku redzi kā tādu, bet gan aktivizēt to allocentrisko maņu, kas ļauj atpazīt sava ķermeņa pozīciju apkārtējā vidē. Izpētes sākumā zinātnieki uzdeva sev jautājumu, kas notiktu, ja dzīvnieki spētu „redzēt” ģeomagnētisko signālu? Vai šis signāls varētu aizstāt zudušo redzi? Un visbeidzot – vai dzīvnieki jauno informāciju iemācītos izmantot?

Lai rastu atbildes uz jautājumiem, zinātnieki izgatavoja žurkām pie galvas piestiprināmu ģeomagnētisko sensoru. Tas ļāva pieslēgt digitālo kompasu diviem volframa mikroelektrodiem, kuru uzdevums bija redzes centru stimulācija galvas smadzenēs. Pēc ierīces uzstādīšanas pētnieki tās darbības intensitāti joprojām varēja regulēt, palielinot vai samazinot smadzeņu stimulācijas intensitāti. Sensors automātiski noteica virzienu, kādā pavērsta dzīvnieka galva un ģenerēja impulsus, kas norādīja, kādā virzienā tas dodas.

Pēc sensora piestiprināšanas, žurkas tika trenētas meklēt ēdienu T veida vai reizēm sarežģītākas formas labirintā. Eksperimenta gaitā zinātniekiem izdevās fiksēt vairākus desmitus gadījumu, kad dzīvnieki iemācījās izmantot ģeomagnētisko informāciju, lai izietu labirintu. Turklāt žurkas, kas bija neredzīgas, bet iemācījušās orientēties pēc ģeomagnētiskā lauka, beigu beigās ēdienu atrada līdzīgā ātrumā, izmantojot līdzīgas stratēģijas kā redzīgās žurkas.

Atklājums parāda, ka zīdītāju smadzeņu spējas ir ļoti lielas, taču to pielietošanu visticamāk ierobežo limitētais maņu daudzums.

„Iespējams, mēs joprojām neesam iemācījušies izmantot savas smadzenes pilnībā. Tiesa gan, ierobežojumi nenāk no piepūles trūkuma, bet gan no salīdzinoši vājajiem ķermeņa maņu orgāniem. Īstā sensorā pasaule visticamāk ir ievērojami krāšņāka, nekā tā, ko izbaudām šobrīd,” izteicies Ikegaya.
Runājot par atklājuma praktisko pielietojumu cilvēku pasaulē, pētnieki iesaka pavisam vienkāršu risinājumu – aprīkot neredzīgo cilvēku spieķus ar ģeomagnētiskajiem sensoriem.

Pētnieki uzskata, ka atklājuma praktisko pielietojumu būtu iespējams paplašināt vēl vairāk, piemēram, uzlabojot cilvēka sensorās sistēmas spējas, aprīkojot viņu ar mākslīgajiem sensoriem, kas uztver magnētisko lauku, ultravioleto starojumu, ultraskaņu u.c. (sk.: Izgudrota programma, kas ar skaņas palīdzību neredzīgajiem ļaus "redzēt" , atklajumi.lv, 10.03.2014.)

Attēls: thisgotmyattention.wordpress.com.

Avots:

eurekalert.org

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.