Мыши и их усы
Мыши используют свои усы, также известные как система вибрисс, для исследования окружающего мира. Усы — это длинные чувствительные волоски на мордочке мыши. Когда ус касается чего-то, активируются сенсорные нейроны у волосяного фолликула. Эти нейроны посылают электрические сигналы в центральную нервную систему животного, которая интерпретирует их как информацию об окружающей среде.
Недавнее исследование
Недавно кандидат наук в области неврологии Бен Эфрон и его коллеги предположили, что мыши могут использовать свои усы не только для осязания, но и для исследования окружающей среды другими способами.
Сенсорная система мышей особенно полезна для ночных животных, таких как мыши, которые ориентируются в тёмных норах и в тёмных углах наших домов. Мыши могут двигать своими усами с помощью специализированных мышц или поворачивая голову. Это поведение называется вибрированием. Грызуны используют различные модели вибрирования в зависимости от того, бежит ли мышь, поворачивает или исследует объект. Чем быстрее бежит мышь, тем быстрее движения усов.
Звуковые сигналы усов
Исследователи, стоящие за новым исследованием, заметили, что усы мышей издают едва уловимые звуки при прикосновении к поверхностям. Они измерили электрическую активность нейронов в слуховой коре (области мозга, которая обрабатывает звук) вибрирующих мышей и обнаружили, что эти звуки вызывают активность мозга.
Это происходило даже тогда, когда нервное соединение, передающее ощущение прикосновения от усов к мозгу, было перерезано. Это говорит о том, что мыши могут воспринимать эти звуки как отдельный сенсорный сигнал с помощью своей слуховой системы. Исследователи также научили мышей распознавать определённые поверхности исключительно на основе звуков, которые издавали их усы.
Новое открытие
Обычно считалось, что усы помогают мышам исследовать окружающую среду только с помощью осязания. Но эти результаты указывают на то, что усы также предоставляют мышам звуковую информацию. Пока неясно, могут ли другие животные с усами делать то же самое.
Интеграция информации от нескольких органов чувств может помочь животным более точно интерпретировать окружающий мир. Как мыши в недавнем исследовании идентифицировали объекты на основе звуков, отчасти напоминает эхолокацию, которую некоторые летучие мыши и водные млекопитающие, такие как дельфины, используют для навигации.
Эхолокация
Летучие мыши, производящие ультразвуки (слишком высокие для человеческого уха), которые отражаются от окружающих поверхностей, могут ориентироваться в полной темноте и обнаруживать добычу, такую как мотыльки, прислушиваясь к этим эхам.
Мотыльки, в свою очередь, развили акустическую защиту от летучих мышей, которая включает в себя способность обнаруживать ультразвуки, акустическую маскировку (крылья чешуек, которые уменьшают ультразвуковые эхо), ложные структуры (удлиненные кончики крыльев, которые сбивают летучих мышей с толку, заставляя их атаковать вдали от тела мотылька) и излучение ультразвуков, которые нарушают эхолокацию летучих мышей.
Сложности восприятия
Слоны издают вокализации, известные как рокот, которые являются инфразвуковыми (слишком низкими для человеческого уха). Однако, по-видимому, слоны используют рокот для коммуникации на большие расстояния. Рокот распространяется по воздуху в виде звуковых сигналов и по земле в виде сейсмических сигналов, которые могут распространяться на расстояние до 6 км.
Пока неясно, как слоны обнаруживают сейсмические сигналы. Возможно, это происходит через чувствительные к вибрации органы в их ногах и/или через костную проводимость слуха. Во время костной проводимости вибрации поступают во внутреннее ухо не как воздушные звуки, а как вибрации костей и тканей. Вы можете испытать это, поместив вибрирующий камертон на костную часть головы за ухом или на зубе. Внезапно вы услышите, как вибрирующий камертон громко звучит.
Зачем нам знать об этом?
Во-первых, антропогенные изменения окружающей среды, включая шумовое загрязнение, представляют значительную угрозу для многих видов и экосистем. Чтобы защитить животных от этих вредных воздействий, мы должны понимать, как их сенсорные системы реагируют на них.
Во-вторых, нас ждут биоинспирированные инновации. В следующий раз, когда вы будете парковать машину с помощью ультразвуковых датчиков парковки, помните, что летучие мыши уже более десятков миллионов лет используют эту технику навигации.