Мозг дельфинов оказался способен «видеть» звуки

Дельфин-белобочка.
Фотография: Wikimedia Commons
Группа нейробиологов из Университета Эмори впервые применила метод трактографии к законсервированным образцам мозга дельфинов. Благодаря этому удалось установить, что слуховые сенсорные пути дельфинов имеют неожиданно сложное строение и напоминают соответствующие структуры мозга летучих мышей. Работа опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Для исследования ученые использовали мозг двух дельфинов, выброшенных и погибших на отмели пляжа в Северной Каролине: пятнистого протодельфина (Stenella attenuata) и дельфина-белобочки (Delphinus delphis). С помощью метода диффузионной МРТ ученым удалось проследить все важнейшие взаимосвязи в слуховой сенсорной системе дельфинов.
Выяснилось, что слуховой нерв идет у дельфинов не только к зонам слуховой коры, отвечающим за всевозможные слуховые ощущения, но и к первичным зонам зрительной коры, где производится ранняя обработка визуальных сигналов. Ряд ответвлений также отходят к различным подкорковым ядрам.
Ученые
полагают, что столь сложные и разнообразные связи в слуховой сенсорной системе
возникли из-за того, что дельфины активно используют эхолокацию, которая, вероятно,
позволяет им создавать трехмерные визуальные картины окружающего мира на основе звуковых сигналов. Такая способность сближает дельфинов с летучими мышами.
Вид томографии, который использовали в работе для картирования нервных связей, основан на измерении в каждой точке мозга пространственной неравномерности (анизотропии) в диффузии воды. Белое вещество мозга, как известно, состоит из протяженных отростков нейронов — аксонов. Находясь в такой «ориентированной» среде, вода остается подвижна только вдоль нервных волокон, но не поперек им. Томография позволяет установить ориентацию максимальной диффузионной свободы молекул в каждой точке. И это, в свою очередь, позволяет картировать аксональные связи между различными частями мозга.
Возможность
применять диффузионную тензорную визуализацию, позволяющую строить трехмерные
изображения соединяющих различные отделы мозга нервных трактов (трактография) в
отношении уже умершего мозга, появилась совсем недавно. До этого момента ее
применяли только к крысам, приматам и людям.
Обычно сеанс диффузионной томографии по отношению к живому человеку
занимает не более 20 минут, однако из-за того, что количество жидкости в
умершем мозге гораздо меньше, а сам мозг дельфинов больше человеческого – на исследования
пришлось потратить много времени. Однако это дает перспективу в ближайшее время
в деталях понять и смоделировать коннектом центральной нервной системы
дельфинов – полное описание структуры нервных связей и соединений, что даст
существенный прорыв в понимании их высшей нервной деятельности.
Даниил Кузнецов