最新一期《科学》杂志发表了一项研究,揭开了动物感知地球磁场的核心神经机制。德国的马克斯·普朗克研究所团队通过全脑活动图谱与单细胞测序技术,首次精准定位鸽子脑中处理磁信号的关键区域与细胞,为这场持续半个世纪的科学探索画上句号。
尽管鸽子、海龟等动物利用地磁导航的行为已被证实,其背后的感官生物学机制始终成谜。研究团队采用全脑活动扫描技术,结合组织透明化与光片显微镜,首次在鸽子脑中观测到磁刺激引发的特异性神经激活。结果显示,内侧前庭核与尾侧中脑皮层在磁场暴露后出现双侧神经元活跃,且该反应与光照条件无关,表明鸟类磁感应独立于视觉系统。
团队进一步对半规管嵴进行单细胞RNA测序,发现一类特殊的II型毛细胞。这些细胞能够通过内耳液体的运动感知磁场变化,将物理信号转化为电信号,并通过前庭神经传递至大脑高级区域。
基于实验数据,研究者提出全新模型:磁场信号经半规管毛细胞捕获后,通过前庭核中继,最终投射至尾侧中脑皮层进行空间导航整合。这条“前庭—中脑皮层通路”首次将外周感应与中枢处理串联,完善了动物磁感应的理论框架。
(彪轶辰)