Opis projektu
Odsłanianie tajemnic migracji zwierząt
Każdego roku wieloryby, motyle i inne zwierzęta wyruszają na szlaki migracyjne i przemierzają ogromne odległości za kompas mając jedynie ziemskie pole magnetyczne. Choć dysponujemy jednoznacznymi dowodami behawioralnymi potwierdzającymi istnienie zmysłu magnetycznego, wciąż niewiele o nim wiemy. Położenie głównych detektorów odpowiadających za działanie mechanizmu biofizycznego oraz podstawy neurologiczne tego zmysłu pozostają dla nas zagadką. Celem badaczy z finansowanego ze środków UE projektu NeuroMag jest zidentyfikowanie cząsteczek, komórek i obwodów odpowiedzialnych za funkcjonowanie zmysłu magnetycznego u gołębi. Aby ten cel osiągnąć, badacze wykonają test, w ramach którego przyjrzą się aktywacji neuronów w mózgu gołębi w następstwie ekspozycji ptaków na działanie pola magnetycznego.
Cel
Each year millions of animals undertake remarkable migratory journeys, across oceans and through hemispheres, guided by the Earth’s magnetic field. While there is unequivocal behavioural evidence demonstrating the existence of the magnetic sense, it is the least understood of all sensory faculties. The biophysical, molecular, cellular, and neurological underpinnings of the sense remain opaque. In this application we aim to remedy this situation, exploiting an established assay, our unique infrastructure, and state-of-the-art methodology, using pigeons as a model system. The proposal will address three questions:
1) Where are the primary magnetosensors?
2) Where is magnetic information processed in the brain?
3) How is magnetic information encoded in the brain?
In Aim 1 we will explore whether inner ear hair cells are the primary sensors, and if the detection of magnetic stimuli depends on the presence of magnetic crystals or electromagnetic induction. We will employ a range of physical methods to locate magnetite, and a molecular approach to identify putative electroreceptors. In Aim 2 we will use light sheet microscopy coupled with clearing methods to undertake whole brain mapping of magnetically-induced neuronal activation in the pigeon. We will complement these studies with transcriptomic methods to molecularly and anatomically define magnetosensitive circuits within the pigeon brain. We will build on this work in Aim 3 utilising in vivo 2-photon microscopy to investigate how cells within the pigeon brain encode magnetic information. We will determine whether neurons encode for specific components of the magnetic field (i.e. inclination, intensity, and polarity) and explore whether there are spatially restricted ensembles, providing a dynamic picture of magnetically induced neuronal activity. We anticipate that these experiments will reveal a secret that nature has kept hidden for millennia; How do animals detect magnetic fields?
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
80539 Muenchen
Niemcy