Альфа-ритмы пчелиного мозга оказались похожи на человеческие

Ученые обнаружили в мозге пчел колебания электрической активности с частотой в 18 герц. Они оказались похожи на альфа-ритмы головного мозга приматов: возникали спонтанно, их амплитуда снижалась при предъявлении обонятельного стимула, а также они регулировали активность полушарий в других диапазонах, в частности — гамма-ритмов. Регуляция нейронной активности спонтанными альфа-ритмами, поэтому, может быть универсальна для животных, пишут ученые в Proceedings of the Royal Society B.

Спонтанная электрическая активность в альфа-диапазоне (от 8 до 12 герц), которая характерна для состояния спокойного бодрствования с закрытыми глазами, в первую очередь регистрируется в затылочных долях, но регулирует и отражает активность всей коры больших полушарий. При когнитивной нагрузке (например, работе памяти и внимания), снижается амплитуда альфа-ритмов, а активность в других диапазонах (в частности, гамма — от 25 до 140 герц) коррелирует с их фазой.

Несмотря на то, что альфа-ритмы — одни из самых изучаемых в нейронауках (в частности, в поведенческих исследованиях и работах, посвященных сенсорной стимуляции), вопрос об их точной работе на уровне нейронов все еще остается открытым. Цветан Попов (Tzvetan Popov) из Гейдельбергского университета и Пол Шишка (Paul Szyszka) из Университета Отаго решили изучить регуляцию активности мозга в альфа-диапазоне на примере пчел. Для эксперимента они отобрали шесть взрослых самок, которым вживили микроэлектроды в нейроны грибовидных тел — парной структуры головного мозга насекомых, которая в первую очередь отвечает за обработку поступающей информации от органов чувств. 

Пчел зафиксировали на специальной подложке так, чтобы те не могли двигаться (и, соответственно, чтобы ограничить активность мозга), и по очереди давали им палочки, на концы которых была нанесена пахучая жидкость: масло гвоздики, апельсина и перечной мяты. 

В отсутствии стимуляции в грибовидных телах мозга пчел наблюдалась спонтанная активность в 18 герц — по-видимому, характерная для спокойного состояния. При использовании пахучих палочек амплитуда этих ритмов снижалась, а также возникала дополнительная активность в диапазоне от 20 до 40 герц и выше, что соответствует гамма-диапазону. Интересно, что гамма-ритмы были синхронизированы с фазой спонтанной активности в 18 герц — точно так же альфа-ритмы регулируют гамма-ритмы в мозге человека при воздействии какого-либо стимула.

Обнаруженная активность в 18 герц в мозге пчел оказалась похожа на альфа-ритмы головного мозга человека по своим функциям. При этом попадает она все же в диапазон бета-активности, но у остальных приматов, помимо человека, бета-ритмы разделяют функции с альфа-ритмами, отличаясь только частотой. Именно поэтому авторы, с одной стороны, настаивают на том, что обнаруженную у пчел активность стоит отнести к альфа-диапазону, а с другой — отмечают, что диапазоны могут быть разными в зависимости от вида. Альфа-ритмы, поэтому, по их мнению стоит ограничивать функционально — и они, таким образом, в действительности могут быть универсальны среди животных.

Медоносные пчелы — одни из самых когнитивно развитых насекомых, поэтому ученые довольно пристально изучают их умения: например, показывают их способности к счету, распознаванию человеческих лиц (кстати, наравне с осами), а также символьной репрезентации.

Елизавета Ивтушок