Летучие мыши используют стратегию мгновенной компенсации, когда не слышат
Когда летучие мыши не слышат, новое исследование показывает, что эти слухозависимые животные используют замечательную стратегию компенсации. Они адаптируются немедленно и надежно, впервые предполагая, что мозг летучих мышей жестко запрограммирован на возможность запуска Плана Б в периоды ухудшения слуха.
Работа Университета Джонса Хопкинса, недавно опубликованная в журнале Current Biology, поднимает вопросы о том, способны ли другие животные и даже люди к такому искусному приспособлению.
«У летучих мышей есть это удивительно гибкое адаптивное поведение, которое они могут использовать в любое время», — сказала старший автор исследования Синтия Ф. Мосс, нейробиолог из Университета Джонса Хопкинса, изучающая летучих мышей. «Другие млекопитающие и люди также имеют эти адаптивные контуры, которые они могут использовать для принятия решений и навигации в окружающей среде, но что здесь поразительно, так это то, что это очень быстро, почти автоматически».
Все животные по-разному адаптируются в ответ на сенсорную депривацию. Люди в шумном баре могут наклоняться, чтобы лучше слышать, что кто-то говорит. Собака может наклонить голову в сторону приглушенного звука.
Исследователи задались вопросом, как летучие мыши, использующие эхолокацию и зависящие от слуха, могут адаптироваться к отключению ключевой слуховой области мозга.
Они обучили летучих мышей летать с платформы, по коридору и через окно, чтобы получить угощение. Затем исследователи заставили тех же летучих мышей повторить задание, но с временно заблокированным критически важным слуховым путем в среднем мозге. Отключение этой области мозга не похоже на затыкание ушей; это предотвращает достижение большинства слуховых сигналов глубинного мозга. Этот метод обратим и длится около 90 минут.
С заблокированным слухом летучие мыши смогли пройти курс на удивление хорошо, даже с первой попытки. Они были не такими проворными и врезались во все, но каждая протестированная летучая мышь компенсировала это немедленно и эффективно.
«Они боролись, но справились», — сказала Мосс.
Летучие мыши изменили траекторию полета и вокализации. Они летали ниже, ориентировались вдоль стен и увеличили как количество, так и продолжительность своих криков, что увеличило мощность эхо-сигналов, которые они используют для навигации.
«Эхолокация действует как стробоскопы, поэтому они, по сути, делали больше снимков, чтобы получить недостающую информацию», — сказала соавтор исследования Кларис А. Диболд. «Мы также обнаружили, что они расширили полосу пропускания этих звуков. Эти адаптации очень интересны, потому что мы обычно видим их, когда летучие мыши компенсируют внешний шум, но это дефицит внутренней обработки».
Хотя команда повторила эксперименты, навыки компенсации летучих мышей не улучшились со временем. Это означает, что адаптационное поведение, которое использовали летучие мыши, не было приобретено; оно было врожденным, латентным и жестко запрограммированным в мозговой схеме летучих мышей.
«Это подчеркивает, насколько устойчив мозг к манипуляциям и внешнему шуму», — сказала соавтор Дженнифер Лоулор изУниверситета Джонса Хопкинса.
Команда была удивлена, что летучие мыши вообще могли слышать с отключенной этой областью мозга. Они полагают, что летучие мыши либо полагались на ранее неизвестный слуховой путь, либо что незатронутые нейроны могли поддерживать слух ранее неизвестными способами.
«Можно подумать, что животное вообще не может слышать», — сказала Мосс. «Но это предполагает, что может быть несколько путей, по которым звук может проходить в слуховую кору».
Далее команда хотела бы определить, в какой степени полученные результаты применимы к другим животным и людям.
«Может ли эта работа рассказать нам что-то о слуховой обработке и адаптивных реакциях у людей?» — отмечает Мосс. «Поскольку никто этого не делал, мы не знаем. Результаты поднимают важные вопросы, которые будет интересно исследовать в других исследовательских моделях».