蝙蝠能为周围环境建立心理地图并记住以便未来飞行

就像人们在杂货店选择路线一样,蝙蝠也会发展出偏好的路线并记住它们。

一项新研究表明,许多种类的蝙蝠使用回声定位来导航和捕猎昆虫猎物,但它们也依赖相当详细的记忆来找到自己的路。它们看似杂乱无章的飞行模式实际上并非杂乱无章——它们是在遵循详细的内部地图。我们可以称之为“蝙蝠导航”。

布朗大学的乔纳森·巴尔奇(Jonathan Barchi)及其同事想弄清楚蝙蝠是如何记住复杂的飞行模式的,这些模式能让它们穿过障碍物、浓密的蝙蝠群,并到达远离其洞穴的觅食地。它们以超快的速度发送和接收信号,但它们飞行速度也很快,因此在给定位置用于定位自己的时间非常少。巴尔奇和同事们认为蝙蝠肯定依赖于对周围环境的先前知识,于是设置了一个蝙蝠障碍赛道,并放出了一些蝙蝠。

他们研究的是大棕蝠(Eptesicus fuscus),这是一种常见的栖息在洞穴并以昆虫为食的蝙蝠。研究小组将链条挂在黑暗房间的天花板上,并在墙壁上安装了灵敏的麦克风来记录动物的超声波叫声。然后,他们从特定位置释放蝙蝠,并利用麦克风数据重建它们的飞行路径。

研究人员发现,经过几天的飞行,蝙蝠们摸索出了穿过障碍物的偏好路线。每只蝙蝠都找到了自己的方式——有些以紧密的“8”字形盘旋,有些则划出宽大的套索状曲线,每只蝙蝠都按照自己的偏好。然后,研究小组移动了蝙蝠的释放点,发现蝙蝠很快就能重新建立它们的偏好飞行路径。

Barchi, J. R., Knowles, J. M. and Simmons, J. A./Journal of Experimental Biology

为了测试它们回忆这些模式的能力,研究小组让蝙蝠休了一个月的“假期”。蝙蝠们记住了这个房间,并沿着相同的路径飞行。

研究小组在其新的研究论文中写道:“我们推测,稳定飞行路径的发展使蝙蝠能够在导航时依靠它们积累的对空间的内部表征,以及瞬时的回声定位,从而在整个空间内进行导航。”

这些发现可能对空间记忆的神经基础产生影响。与大鼠不同,大鼠可以在不熟悉的环境中停下来进行定向,而蝙蝠则时刻在飞行,不断地远离任何给定的位置。布朗大学的研究团队表示,它们的大脑不知何故能够跟上它们不断变化的环境。他们的论文发表在《实验生物学杂志》上。

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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