Habashy, Karim (2025) A computational neuroscience approach to studying the mechanisms of magnetic orientation and navigation in birds. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

It is widely accepted that birds possess two systems for orientation and navigation: a compass and a map. One hypothesis for these mechanisms is that birds possess tiny magnets (magnetite particles) that respond to the magnetic field. The existence of this particles can be tested by a strong but brief magnetic field pulse. Thus, we performed simulated pulse studies where we were able to reproduce some results from literature and make some predictions for future experiments. Also, we tested the bird’s navigational ability using the inclination compass in a reinforcement learning setting. In these studies, the learning agent was able to successfully navigate and show experimentally discovered properties of navigation, such as extrapolation.

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Ein rechnergestützter neurowissenschaftlicher Ansatz zur Untersuchung der Mechanismen der magnetischen Orientierung und Navigation bei Vögeln

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Es ist allgemein anerkannt, dass Vögel über zwei Systeme zur Orientierung und Navigation verfügen: einen Kompass und eine Karte. Eine Hypothese zu diesen Mechanismen ist, dass Vögel winzige Magnete (Magnetitpartikel) besitzen, die auf Magnetfelder reagieren. Die Existenz dieser Partikel lässt sich durch einen starken, aber kurzen Magnetfeldimpuls nachweisen. Daher führten wir simulierte Impulsstudien durch, in denen wir einige Ergebnisse aus der Literatur reproduzieren und Vorhersagen für zukünftige Experimente treffen konnten. Außerdem testeten wir die Navigationsfähigkeit des Vogels mithilfe des Neigungskompasses in einer Umgebung mit bestärkendem Lernen. In diesen Studien konnte der lernende Agent erfolgreich navigieren und experimentell entdeckte Navigationseigenschaften wie Extrapolation zeigen.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Magnetoreception, migratory bird orientation and navigation, pulse experiments, attractor networks, reinforcement learning
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Institute for Mathematics (IfM)
Date Deposited:	12 Aug 2025 08:47
Last Modified:	12 Aug 2025 08:47
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/7250
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-73311
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