Нейрофизиологи увидели мир «глазами» летучей мыши

Совмещенная запись инфракрасной камеры и ультразвуковых вокализмов летучей мыши.

Кадр: Johns Hoprkins University

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса поставили опыт на специально обученных летучих мышах и выяснили, каким образом они при помощи эхолокации воспринимают окружающее трехмерное пространство. Согласно сообщению Национального научного фонда, финансирующего исследование, выяснилось, что летучие мыши способны из общего ультразвукового шума выделять те колебания, которые несут полезную информацию о пространственном положении того или иного объекта.

В эксперименте исследователи использовали летучую мышь, натренированную летать по комнате и огибать препятствия. В нем же участвовало животное, обученное сидеть на месте и ожидать приближения угощения в виде мучного червя, подвязанного на ниточке. Первая мышь летала в комнате шесть на шесть метров; она должна была схватить подвешенную на нитке приманку. При помощи системы микрофонов ученые записывали издаваемые животным ультразвуковые волны и их отражения от предметов.

Одновременно исследователи вели запись при помощи нескольких высокоскоростных инфракрасных камер, позволяющих зафиксировать перемещения летучей мыши и направление, в котором она посылает ультразвуковые волны. Полученные записи были синхронизированы. Затем их сопоставили с записью электрической активности нейронов той летучей мыши, которая, сидя на месте, ловила болтающихся на нитке мучных червей. В последнем случае запись велась для верхнего двухолмия среднего мозга.

Верхнее двухолмие есть у всех позвоночных. Эта структура мозга отвечает за пространственную ориентацию. У людей она обрабатывает зрительную информацию для ориентации в пространстве. У летучих мышей верхнее двухолмие отвечает за ориентацию при помощи эхолокации. Запись активности позволила выделить нейроны, которые отвечают за тот или иной этап ориентации, например, определение дистанции до препятствия. Сопоставив записи, исследователи пришли к выводу, что летучие мыши «оглядывают» помещение с помощью эхолокации так же, как люди при помощи глаз.

Ученые полагают, что дальнейшие исследования эхолокации летучих мышей позволит значительно улучшить сонары для беспилотных летательных аппаратов, автомобилей или подводных лодок. Эхолокаторы летучих мышей посылают ультразвуковые сигналы и принимают отраженные колебания. При этом сонары, в отличие от летучих мышей, не способны выделять важный отраженный сигнал среди «паразитного» ультразвукового шума.

Василий Сычёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.