Учёные разгадали схему работы крысиных усиков

На этом рисунке красным выделено изменение положения одного усика крысы (съёмка велась со скоростью 3 тысячи кадров в секунду). Для удобства показано только каждое третье передвижение, то есть каждый усик крысы делает примерно одно движение каждую миллисекунду (иллюстрация Jason Ritt).

Группа нейробиологов под руководством Кристофера Мура (Christopher Moore) из американского института Макговерна (McGovern Institute for Brain Research at MIT) исследовала, каким образом крысы с помощью своих усиков изучают объект.

В общем и целом «обнюхивание» того или иного предмета очень похоже на тактильное (с помощью прикосновений) изучение его человеком. Так же, как и люди водят по поверхности объекта кончиками пальцев, чтобы распознать его форму и текстуру, крысы проводят по нему своими вибриссами.

Но чтобы мозг не только принял, но и понял сигналы, усики должны двигаться особым образом. Учёные выяснили это с помощью тщательного изучения областей мозга, отвечающих за преобразование такой информации, и высокоскоростной съёмки движения усиков.

В ходе эксперимента исследователи научили крыс правильно выбирать гладкую или шершавую поверхность (за правильный выбор животных поощряли). В это время движения усиков снимали на камеру.

Видеоролик, демонстрирующий высокоскоростную запись движения вибрисс, вы найдёте в пресс-релизе MIT.

Анализ полученных данных (почти 1 гигабайт в секунду) показал, что изменение положения каждого усика очень сложное. Осязание гладкой поверхности проводится с помощью периодических волнообразных движений, шероховатой – с использованием нерегулярных, размашистых и быстрых движений.

Чтобы понять общий принцип, представьте, что вы проводите метлой по забору из разрозненных досок. Частота вибрации волосков щётки будет зависеть от того, по какой поверхности они двигаются. Соответственно, это будет отражаться на движении ручки швабры.

Мур предполагает, что точно так же (с помощью колебаний) вибриссы крысы передают информацию об объекте в мозг. Ведь собранные вместе (более короткие вибриссы у носа) на кончике морды усики представляют собой ту же швабру.

Ранее проводились эксперименты с отдельными усиками животных. Они показали, что каждый из них как струна настроен на резонанс при определённой частоте. Но никто ранее не исследовал так дотошно движение «живых» образцов.

Подробности вы найдёте в статье, опубликованной в журнале Neuron.

Кстати, мы писали о другом открытии лаборатории Мура: о гемо-нейронной гипотезе, которая предполагает, что ток крови определяет деятельность нейронов в головном мозге.

Читайте о том, как рыба-слон различает мёртвых и живых магнитным подбородком, а «звёздное рыло» нюхает под водой.



Летучие мыши позаимствовали технику полёта у шмелей

29 февраля 2008

Первая глава энциклопедии жизни опубликована

28 февраля 2008

Белки-обманщики показали свои фокусы в дикой природе

27 февраля 2008

Подводные уши предупредят суда о сближении с глухими китами

26 февраля 2008

Первый коммерческий мозговой интерфейс подготовлен к выходу на рынок

22 февраля 2008