Дельфіни не "бачать" за допомогою ехолокації: нове дослідження перевертає все догори дриґом

Ехолокація — здатність орієнтуватися в навколишньому середовищі, виявляючи об'єкти за допомогою звуку, видаючи його, а потім прислухаючись до луни. Ця неймовірна адаптація широко поширена у тваринному світі — її використовують кажани, дельфіни, деякі птахи й навіть деякі люди. Це вміння також особливо корисне під час нічного полювання або під час переміщення місцями з поганою видимістю, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Розуміння ехолокації

Раніше вчені думали про ехолокацію як про спосіб "бачення" світу за допомогою звуку, за допомогою якого ехо допомагає створити уявну картину об'єктів і просторів. У цьому відношенні ехолокація являє собою такий собі сонар, де звукові хвилі перетворюються на візуальні уявлення.

Ідея була додатково підтримана доволі інвазивними та етично сумнівними експериментами в 1970-х і 1980-х роках, коли вчені досліджували мозок дельфінів і морських свиней. Результати вказували на те, що мозок тварин виявляв активність у зоровій корі, коли чув звуки. Зазначимо, що це не відрізняється від того, як функціонує наш власний мозок під час використання ехолокації.

Але чи справді це вірно для китоподібних?

Ехолокація дельфінів

Дослідники наголошують, що традиційне розуміння ехолокації ґрунтується на обмежених дослідженнях з використанням старих технологій. Водночас автори нового дослідження наголошують, що існують більш явні докази того, що різні підряди китоподібних насправді розвинули різні способи використання звуку — не лише для ехолокації, а й також для спілкування, видобутку їжі, полювання та навігації більшою чи меншою мірою.

З розвитком науки з'явилися технології, що дають змогу вченим детальніше вивчити це питання на нейроанаомічному і клітинному рівнях. На жаль, зробити це етичними та неінвазивними способами все ще проблематично.

У новій роботі вчені зосередилися на вивченні нейронних механізмів, що лежать в основі ехолокації у дельфінів. Команда зробила це, порівнявши збережені мізки трьох видів дельфінів, які використовують ехолокацію, з мозком сейвала — одного з найбільших китів у світі, який тісно пов'язаний з трьома видами дельфінів, але не використовує ехолокацію.

Вченим вдалося візуалізувати та проаналізувати мозок тварин з високою роздільною здатністю за допомогою методу, відомого як дифузна трактографія. По суті цей метод вимірює рух води вздовж нервових волокон мозку. Це дало змогу команді простежити шлях слухової інформації через мозок, побачивши, які частини були пов'язані під час її обробки.

Результати вказують на те, що замість залучення зорової кори виникає нейронний шлях, який пов'язує нижній пагорб — слухове ядро, яке бере участь в аналізі частоти, інтенсивності звуку та місцеперебування, — і мозочок — частину мозку, яка допомагає нам координувати рух і рівновагу, серед іншого. Цікаво, що у сейнвала цей шлях був відсутній.

Тепер учені стверджують, що ехолокація у дельфінів працює аналогічно тому, як ми використовуємо дотики для дослідження світу. Ця тактильна альтернатива заснована на циклі зворотного зв'язку для управління моторикою, за допомогою якого відчуття і рух надсилають сигнали до мозочка, який потім точно налаштовує рухи дельфінів, роблячи їх більш точними.

Раніше Фокус писав про те, що вчені нарешті з'ясували, чому дельфіни люблять кататися на хвилях.