(PhysOrg.com) – Крысы используют свои усы во многом так же, как люди используют кончики пальцев для ощущения объектов, но, несмотря на эти огромные различия, они оба обрабатывают эти ощущения в одной и той же части мозга и одинаково, как показало новое исследование.
Открытие может пролить новый свет на то, как много животных используют свое жизненное чувство осязания, чтобы понять окружающий мир, предполагает исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Как ночные животные, крысы используют свои усы так же, как слепые используют трости: чтобы ориентироваться в окружающей среде, определять местонахождение объектов и оценивать их размер, форму и шероховатость," говорит один из авторов исследования доктор Эхсан Арабзаде из Лаборатории нейронного кодирования Школы психологии UNSW.
Когда объект соприкасается с усами, соответствующее движение запускает нервы в волосяном фолликуле, чтобы посылать сигналы в ту часть мозга, которая регистрирует сенсорные ощущения, соматосенсорную кору. Целая часть этой структуры, известная как бочкообразная кора, предназначена для работы с ощущениями от усов.
Когда крыса дергает усами вперед и назад по объекту, она создает представление об объекте в коре головного мозга. Крысы зависят от усов даже больше, чем от глаз "видеть" мир вокруг них, как летучие мыши используют звук.
В ходе исследования проверялась реакция нейронов в коре головного мозга крысы на крошечные импульсы вибрации, воздействующие на их усы, сначала с использованием серии регулярных импульсов одинаковой интенсивности, а затем с помощью нерегулярных колебаний слегка различающейся интенсивности. Однако в обоих случаях количество импульсов и средняя степень стимуляции в целом были одинаковыми.
Нерегулярные колебания возбуждали нейроны больше, чем обычные, что позволяет предположить, что такие колебания "шумный" сигналы могут быть интерпретированы как более сильные по интенсивности. Исследователи предсказали, что человеческий мозг может реагировать аналогичным образом.
Затем они протестировали студентов-добровольцев в аналогичных условиях, подвергая их слабым вибрациям, ощупываемым кончиком указательного пальца, опирающегося на тонкий стальной стержень.
Хотя введенная нерегулярность была чрезвычайно маленькой и необнаружимой для людей, они сообщили, что переменные нерегулярные колебания ощущались сильнее, чем обычные неизменные.
"Для крыс обработка прикосновения через усы является высокоэффективной системой, и другие исследователи показали, что усы чрезвычайно чувствительны," говорит д-р Арабзаде. "Их можно обучить обнаруживать невероятно крошечные неровности и вмятины на поверхности гладкого объекта с разрешением, сравнимым с тем, с которым мы можем справиться с помощью наших чувствительных кончиков пальцев."
"Наши результаты с двумя такими разными видами предполагают, что многие другие животные могут воспринимать непредсказуемые сенсорные стимулы как более сильные, чем предсказуемые. Это еще одна часть головоломки о том, как наш мозг использует сенсорную информацию для понимания физического мира."