Одинокий клочок суши в Индийском океане — Летэм (Latham Island) к востоку от Танзании — оказался идеальной «лабораторией под открытым небом». Здесь учёные впервые записали активность нейронов млекопитающих прямо в дикой природе и показали: у летучих мышей работает глобальный «компас» направления, который остаётся стабильным в любой точке острова и не зависит от Луны и звёзд.
Команда Института Вейцмана установила миниатюрные регистрирующие устройства шести местным плодоядным летучим мышам, отпускала их в свободный полёт и одновременно отслеживала положение по GPS. Анализ более чем 400 нейронов выявил «клетки направления головы», чья активность указывает фиксированные стороны света во всём пространстве острова. Компас не сбивался после восхода Луны, при облачности и на разных высотах полёта; признаки ориентации на магнитное поле не обнаружены — вероятнее, животные учатся по наземным ориентирам.
Где и как это сделали
Остров Летэм — необитаемый, размером примерно с семь футбольных полей, без высоких деревьев и «лишних» ориентиров, изолированный от материка. Именно такой естественный полигон искали исследователи, чтобы выпустить животных, а затем гарантированно их отловить и забрать носимые регистраторы с данными. Экспедиция стартовала в 2023 году, но первые вылеты сорвал мощный циклон Фредди: почти неделю ветер не давал мышам подняться. Второй выезд в 2024‑м прошёл по плану.
Учёные отобрали шесть местных плодоядных летучих мышей того же вида, с которым раньше работали в Израиле. Каждой имплантировали мини‑устройство, способное одновременно регистрировать активность единичных нейронов в глубинных навигационных зонах мозга и передавать координаты полёта по GPS. Это самый маленький прибор такого класса, разработанный специально для проекта. Перед «свободой» животных адаптировали в полётном шатре, затем отпускали по одному на 30–50 минут за ночь.
Что именно нашли: компас не «местный», а глобальный
За устойчивую ориентацию отвечают так называемые клетки направления головы — нейроны, активность которых растёт, когда голова указывает в определённую сторону (например, на север). В лабораториях их описывали давно, но на улице, в реальном мире, таких записей до сих пор не было.
На Летэме исследователи увидели: «стрелка» этих клеток сохраняет ориентацию по всему острову. Если конкретная группа нейронов кодирует север, она делает это независимо от того, летит ли мышь у западного берега или у южного, быстро или медленно, низко или выше — север остаётся севером. Это и есть признак глобального компаса: не набор «локальных» стрелок под каждый угол и ландшафт, а единая система отсчёта.
Звёзды, Луна и магнитное поле: проверка гипотез
Многие мигрирующие птицы ориентируются по магнитному полю Земли — оно универсально и не зависит от ландшафта. Если бы мыши делали так же, «настройка» компаса не требовала бы обучения. Но по наблюдениям команды, в первые ночи сигнал «стрелки» был менее стабилен и становился надёжным только к третьей ночи. Такое поведение больше похоже на узнавание местности и сопоставление ориентиров, чем на чтение магнитного курса.
Ещё одна проверка — небесные тела. Наклон и движение Луны и звёзд меняются по ходу ночи, и если бы компас жёстко «привязывался» к ним, в записи было бы видно перестройки после восхода Луны. В полётах до и после лунного диска таких сдвигов не обнаружили: компас оставался ровным, в том числе при облачности. Авторы оговариваются: небесные ориентиры всё же могут помогать «калибровать» систему в незнакомой местности в первые ночи, совместно с ландшафтом — как «абсолютная линейка» для ускоренного обучения.
Почему это важно шире навигации летучих мышей
Поведенческие признаки «внутреннего компаса» есть у многих видов, и люди — не исключение. Результаты на Летэме добавляют недостававшее звено: нейроны направления головы работают не только в ограниченном манеже, а в естественном, большом пространстве, и делают это как глобальная система. Это помогает объяснить, как мозг согласует зрение, вестибулярные ощущения и память маршрутов, когда мы мысленно «поворачиваем» сцену или выбираем путь.
Практический мотив тоже звучит в работе. Нарушения ориентации — ранний признак ряда нейродегенеративных заболеваний. Если понять, как у здорового мозга организован и обучается такой глобальный курс, появятся более точные маркеры сбоев — от диагностики до реабилитации. Авторы прямо напоминают: до недавнего времени «дикой» нейрофизиологии почти не было — мешали размеры аппаратуры; миниатюризация и полевые экспедиции открывают путь к проверке лабораторных моделей в реальном мире.
Логистика и команда: как устроили «науку на острове»
Помимо регистраторов и шатра, на остров доставили лагерное снаряжение и спутниковую связь; в Танзании арендовали и переоборудовали помещения под лабораторию на базе ветеринарного института. В работе участвовали сотрудники Института Вейцмана и партнёры из Танзании и Германии. Даже связь приходилось настраивать «нестандартно» — исследователи добивались смещения спутника, чтобы уверенно принимать данные у Летэма.
Ограничения и открытые вопросы
Экспедиция — это всегда компромисс. Выборка небольшая: шесть животных, хотя объём нейронных записей большой. Остров уникален по геометрии и простоте ландшафта — хорошо для чистой проверки гипотезы, но потребуются новые площадки, чтобы понять, как работает компас в сложных, «шумных» местах. Наконец, «учебная» динамика первых ночей — важная подсказка: предстоит выяснить, как именно мозг взвешивает ориентиры и за сколько ночей выходит на стационарный режим.
Для читателя «на пальцах»
— В мозге нашлась «стрелка», которая стабильно указывает стороны света в большом реальном пространстве, а не только в манеже.
— У летучих мышей она не зависит от Луны и звёзд и, похоже, учится по ориентирам местности.
— Это открывает дорогу к лучшему пониманию человеческой ориентации, VR‑интерфейсов и ранних признаков когнитивных нарушений — но всё это следующий шаг, после подтверждения результатов на других площадках и видах.
Для справки
Статья с полевыми записями нейронов у летучих мышей на Летэм‑Айленд опубликована в журнале Science (октябрь 2025). Исследование выполнено группой Института Вейцмана при участии коллег из Танзании и Германии. Авторы подчёркивают: перенести нейронауку из помещения «под небо» оказалось трудно, но по результатам — незаменимо.