Фундаментальная наука существует достаточно давно, но до сих пор ни одно исследование не выявило, каким же образом разнообразные млекопитающие ощущают направление ветра. Теперь же становится понятно, что в этом процессе непосредственное участие принимают усы животных. Перед учеными открываются новые задачи – проникнуть в суть функционирования биологических сенсоров.
24 августа профессор Северо-Западного университета и группа студентов обнародовали отчет о том, что крысы применяют усы с целью обнаружения направления движения воздушных потоков.
Чтобы убедиться в этом, двое исследователей Ян Юй и Мэтью Граф проводили весьма интересный эксперимент. Был устроен своеобразный манеж на столе, по краям его устанавливались вентиляторы. Они были спрятаны от крыс за ограждением, от каждого в центр этого манежа был проложен небольшой туннель, по которому могла нагнетаться воздушная волна, создаваемая лопастями. Когда в манеж запустили крыс, стали поочередно включать вентиляторы. Животные легко ориентировались – практически безошибочно определяли тот туннель, по которому нагнетался воздух. Наблюдения за крысами проходили на протяжении десяти дней, благодаря этому удалось получить достаточно объективные результаты.
Далее грызунам либо вовсе отрезали усы, либо существенно укорачивали их. И тогда крысы показывали худший результат. Таким образом, исследователям стало ясно, что именно эти анатомические детали работают как приемные антенны направления воздушных потоков. Лишение их или частичная утрата ведут к дезориентации, которая, в свою очередь, чревата скорой гибелью животного, поскольку потеря ориентации в пространстве ведет к невозможности добывать пищу и общаться с сородичами.
Двое остальных участников исследовательской группы Крис Брис и Ян Мэн участвовали при запуске описанного эксперимента и проводили последующий анализ данных. Они-то и подсчитали, что потеря усов снижает эффективность действия крыс на 20%.
Студент Ян Юй поделился мыслями после экспериментов: «Мы не думали, что крысы в ходе эксперимента станут использовать исключительно усы». «Ведь у этих грызунов имеется множество иных каналов - шерстяной покров, тактильные возможности кожи. К тому же им доступны тепловые сигналы, принимаемые ушами и глазами», - добавил к сказанному Ян Мэн.
Весьма большой интерес для исследователей представляет тот факт, что грызуны применяют для ловли воздушных потоков именно усы, а не перечисленные части тела. Ранние наблюдения показывали, что у этих млекопитающих значительно больше каналов взаимодействия с окружающей средой.
Были проведены дополнительные эксперименты, на этот раз они проводились в полной темноте. Для усложнения задачи создавался фоновый шум - периодически включались не только вентиляторы, но свет. На него-то крысы реагировали без проблем - как безусые, так и те, у кого усы не были отрезаны. Усатые же быстрее находили воздушную волну.
Теперь группа исследователей занялась изучением нервных и механических сигналов, которые крысы анализируют. Они хотят понять принцип восприятия и решить, насколько возможно использовать его в робототехнике, ведь могут быть созданы датчики, улавливающие движение воздуха. Важнейшую функцию в алгоритме восприятия играет микровибрация каждого волоска усов в отдельности. Сигналы от этих волосков передаются в мозг по нервным каналам, и далее животное анализирует полученную информацию.
Понятно, что не так-то просто лишить крыс, обитающих в городах, этого важного органа восприятия, но если допустить, что такое могло бы произойти, то активность грызунов автоматически стала бы ниже на те же самые 20%. Специалисты также пытаются ответить на такой вопрос: можно ли использовать крыс для поиска взрывчатки, химических препаратов и биологических угроз.
