Исследователи из США и Великобритании обнаружили: дельфины используют эхолокацию скорее как инструмент осязания, чем зрения. Их мозг не создаёт «звуковую картинку» — он настраивает движения тела, как при касании. Выводы сделали после сравнения мозгов эхолокационных дельфинов и неэхолокационного сейваля.
Команда учёных из Университета Нью-Колледж Флориды (New College of Florida), Оксфордского университета (Oxford University) и Океанографического института Вудс-Хол (Woods Hole Oceanographic Institution) оспорила традиционное представление о том, как дельфины воспринимают окружающее пространство с помощью эхолокации.
Ранее считалось, что дельфины используют эхолокацию как аналог зрения: звук отражается от объектов, возвращается, и мозг формирует «звуковую картину». Эту идею поддерживали старые эксперименты 1970–80-х годов, когда исследователи фиксировали активность зрительной коры мозга у дельфинов в ответ на эхо. Однако в тех исследованиях использовали устаревшие технологии и инвазивные методы, не соответствующие современным этическим стандартам.
Но действительно ли это точный способ описания эхолокации у китообразных? Оказалось, мы ошибались. Авторы новой работы подчёркивают: разные подотряды китов и дельфинов (Cetacea) по-разному используют звук — не только для эхолокации, но и для охоты, навигации, поиска пищи и коммуникации. Ведущая автор исследования, Софи Флем (Sophie Flem) из Университета Нью-Колледж Флориды (New College of Florida), прокомментировала работу.
Наше исследование показало: слуховая информация у дельфинов обрабатывается по-другому. Мы наблюдали сильную связь между слуховым ядром и мозжечком — это может говорить о том, что они используют эхолокацию как осязание, а не как зрение.
Оригинальная цитата: Our research sought to understand how the pathways for auditory information differed between echolocating and non‑echolocating whales… We observed strong connectivity between the inferior colliculus and the cerebellum in echolocating dolphins.
В последние годы технологии позволяют изучать такие вопросы на нейроанатомическом и клеточном уровнях, но этично и безвредно делать это до сих пор сложно.
В новом исследовании учёные использовали высокоточные снимки сохранённых мозгов трёх видов дельфинов, которые активно применяют эхолокацию, и сравнили их с мозгом сейваля (sei whale) — близкого родственника, но не использующего эхолокацию.
Снимки получили с помощью диффузионной трактографии (diffusion tractography), которая отслеживает движение молекул воды вдоль нервных волокон. Это позволило проследить, как слуховая информация движется внутри мозга и какие участки участвуют в её обработке.
Вместо зрительной коры, как предполагали ранее, команда обнаружила нейронный путь, соединяющий нижний холмик (inferior colliculus) — центр анализа частоты, интенсивности и направления звука — и мозжечок (cerebellum), отвечающий за координацию движений и равновесие.
Такой путь отсутствовал в мозге сейваля. Это доказывает: у дельфинов эхолокация работает ближе к осязанию, чем к зрению. Их мозг использует эхосигналы как часть моторной обратной связи: ощущения и движение передают данные в мозжечок, который помогает точно управлять телом. Соавтор исследования, Питер Тайак (Peter Tyack) из Океанографического института Вудс-Хол (Woods Hole Oceanographic Institution), уточнил детали работы.
Мозжечок — это не только баланс и координация. Он помогает синхронизировать ощущения с движениями. Мы предполагаем, что именно так работает эхолокация у дельфинов.
Оригинальная цитата: The cerebellum doesn’t just regulate movement. It integrates sensation and motion, predicting what should happen next… We think that’s how echolocation functions in these animals.
Авторы приводят аналогию: дельфины, ориентируясь с помощью эхолокации, действуют как человек, идущий по дому в темноте с закрытыми глазами — только гораздо точнее.
Исследование меняет представление о когнитивных способностях морских млекопитающих. Дельфины не «видят» звук, а используют его как продолжение тела — чтобы чувствовать, двигаться и взаимодействовать с окружающим.
Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS ONE.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: AI | freepik