鸽子内耳藏着“生物罗盘”，揭示不迷路秘密 | 前沿动态

原文发表于 《科技导报》2025年第23期科技新闻-前沿动态

鸽子内耳藏着“生物罗盘”，揭示不迷路秘密

图片来源：Pixabay

鸟类如何利用地球磁场进行长距离迁徙导航，一直是生物学界的未解之谜。德国慕尼黑大学的研究团队通过绘制鸽子大脑图谱，并对鸽子内耳细胞进行单细胞转录组测序，证明了内耳是鸟类的磁感受器官，揭开了动物感知地球磁场的核心神经机制。2025年11月20日，相关研究成果发表于

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关于鸟类如何感知磁场，目前有2种主流假说。一种认为，鸟类视网膜细胞中存在量子物理效应，使它们能够“看到”磁场。而另一种则认为，鸟喙中的微小氧化铁颗粒像微型指南针一样发挥导航作用。然而，研究人员对于动物感知磁信息的具体大脑区域、感觉神经元如何产生电磁变化敏感性知之甚少。

慕尼黑大学神经科学家David Keays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。他们让鸽子暴露在比地球磁场稍强的磁场超1 h，同时固定鸽子头部并旋转磁场，以模拟鸽子头部相对于地球磁场的运动。

随后，Keays团队通过基因标记测量法分析鸽子大脑中神经元的激活模式。通过将暴露于磁场的鸽子大脑活动图谱与未暴露的对照组进行比较，研究人员发现，在接收前庭系统输入信息和整合各种感觉刺激的大脑区域，存在与磁场相关的神经元活动。该发现将鸽子“内置罗盘”的感应范围缩小到前庭系统。

类似鲨鱼和鳐拥有感知微弱电场的器官。Keays团队发现，这些动物表达了一种对神经元电活动变化敏感的蛋白质。该蛋白质经过10个氨基酸长度的插入修饰，使其能够感知由磁场产生的电流。

Keays表示，他和合作者在2019年发现鸽子的基因组中也存在类似的变异。在这项研究中，他们对鸽子前庭系统细胞进行单细胞转录组测序，以寻找参与探测电流的分子，最终发现对电磁变化敏感的蛋白质广泛存在。因此，当鸽子点头时，其内耳中的环状结构能够为大脑提供磁场的三维方向信息。

基于实验数据，研究者提出了全新模型：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。

（ 综合：

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