Неслыханное дело: жужжащий мичман не может себя оглушить
Это действительно невероятно, — говорит Эндрю Басс (Andrew Bass). Он потрясён вовсе не тем, что рыба поёт, гудит, скрежещет, ворчит и жужжит.
Его впечатлило, каким образом рыба может издавать все эти звуки и прекрасно слышать происходящее извне одновременно.
Речь идёт о самцах тихоокеанской рыбы-мичман (Porichthys notatus), обитающей, по большей части, вдоль западного побережья Соединённых Штатов от Калифорнии до Аляски.
Летними ночами самцы жужжат непрерывно (до двух часов) с целью привлечения самок, чтобы они отложили икринки, которые самцы оплодотворяют. Издаваемый мичманами гул некоторые люди сравнивают с монотонным бормотанием монахов.
Причём звуки эти являются настолько громкими, что владельцы плавучих домов в окрестностях Сан-Франциско неоднократно жаловались на ночные вибрации своих жилищ.
И вот профессор нейробиологии Басс, чья фамилия очень хорошо подходит для изучения и рыб (bass = окунь), и акустики, вместе с коллегами из университета Корнелла (Cornell University) задался целью выяснить – почему рыба не оглушает себя своим собственным шумом.
Казалось бы, зачем ему это? А для того, чтобы лучше понять, как слышат позвоночные животные и люди, потому что основные связи между нейронами в слуховой системе у всех позвоночных, включая млекопитающих, практически одинаковые.
Так считает Басс.
Профессор Эндрю Басс (фото с сайта cornell.edu).
Исследования сверчков, летучих мышей, обезьян и самих людей показали, что слух притупляется во время производства звуков. Но пока нет ясности, как же это получается.
Здесь же у учёных, вдобавок ко всему, появилась возможность разобраться с некоторыми механизмами, которые вносят свой вклад в глухоту.
«Мы уже очень много узнали об этих рыбах, но я не перестаю поражаться тому, насколько похожи нервные системы у мичманов и млекопитающих, — признаётся Басс, — благодаря рыбам мы не должны изучать самих млекопитающих, чтобы понять, как у них всё устроено».
В то время как человек слышит благодаря улитке внутреннего уха, рыба-мичман использует саккулу — часть уха, которая у людей обнаруживает ускорение или линейное движение.
Так вот, выяснилось, что жужжащий мичман может слышать самок и хищников, потому что эти рыбы управляют и издаваемыми звуками, и своим слухом посредством нервных импульсов из одной и той же части мозга.
Некоторое количество импульсов сигнализирует мускулам плавательного пузыря, заставляя его, вибрируя, произвести звук. Другие импульсы блокируют чувствительность клеток уха, переводящих звук в понятные мозгу электрические сигналы.
То есть — имеет место множество синхронизированных действий, ведь обе «команды импульсов» даются приблизительно 100 раз в секунду.
До того, как издаётся звук, мозг «предупреждает» о нём ухо, и оно становится менее чувствительным к «родным» шумам, концентрируясь на шумах внешних.
Рыба затихает на считанные миллисекунды и слушает происходящее снаружи, потом за те же миллисекунды издаёт звук и замолкает снова.
Исследователи проверили: уши не просто подстраиваются в ответ на громкий шум — на мгновение рыба словно становится парализованной. Потому и не жужжит.
К фото добавлен график нервных импульсов, длящихся несколько миллисекунд.
Жёлтые импульсы — сигналы для мускулов, чтобы они произвели шум. Оранжевые — команды, блокирующие чувствительность уха (иллюстрация Margaret Marchaterre/Cornell University).
«Мы никогда не ожидали увидеть такой прекрасный временной контроль, который в точности соответствует каждой фазе звука, — не устаёт восторгаться Басс, — это просто неслыханно».
Профессор отмечает, что, вероятно, все позвоночные имеют связь между мозгом и ухом, подобную найденной у рыб, возможно, они все используют тот же самый механизм, чтобы приспособить их свой слух.
Басс полагает, что если процесс идентичен, дальнейшие исследования могли бы сыграть важную роль в понимании того, как мы слышим и признаём наш собственный голос.
Кроме того, могут открыться новые направления для исследователей, которые изучают причины человеческой глухоты.
gnedina
