Усы морских львов двигаются как кончики пальцев человека: как мы это выяснили
Кончики пальцев человека невероятно чувствительны и подвижны, что позволяет нам ощупывать предметы, определяя их мягкость, текстуру, размер и форму. Эти движения сложны и «задачеспецифичны»: мы сжимаем предметы для оценки мягкости, обводим края для определения размера и формы и проводим пальцами по поверхности для ощупывания текстуры. Такая способность адаптировать движения указывает на высокий уровень контроля над сенсорным восприятием — активное осязание.
Осязание у млекопитающих
У большинства млекопитающих вместо таких пальцев есть вибриссы — чувствительные усы на морде, которые помогают в движении, поиске пищи и исследовании объектов. Ранее было известно, что крысы и мыши могут двигать усами вперёд-назад со скоростью до 25 раз в секунду («вибрирование»), а также сгруппировывать их, замедлять движение или делать лёгкие касания. Однако оставалось неясным, могут ли животные адаптировать движения усов под конкретные задачи, что указывало бы на точный контроль над восприятием.
Выбор вида для исследования
Идеальным кандидатом для изучения стал калифорнийский морской лев (Zalophus californianus). У ластоногих (тюленей, морских львов, моржей) особенно толстые, длинные и чувствительные усы — они могут различать текстуры и формы с чувствительностью кончиков человеческих пальцев, даже в холодной воде. Предыдущие исследования показали, что калифорнийские морские львы совершают самые крупные и контролируемые движения усами по сравнению с другими видами, а также способны различать объекты по размеру и форме.
Эксперименты с морским львом по кличке Ло
В исследовании участвовала одна самка морского льва по кличке Ло. Её обучили выполнять три задачи, используя только вибриссы:
- Различение текстуры: найти среди «рыбок» объект со средней текстурой.
- Различение размера: найти объект среднего размера.
- Визуальная задача (контрольная): найти серую рыбку среди разноцветных.
Движения её усов и головы отслеживались на видео в тысячах попыток.
Результаты: задачеспецифичные движения
Анализ данных и видеозаписей показал, что Ло использовала разные стратегии движений усами для разных задач:
- При определении текстуры она совершала проводящие движения по поверхности объекта.
- При определении размера она ощупывала края объектов.
Эти стратегии в точности повторяют те, что используют люди кончиками пальцев. Способность переключаться между стратегиями позволила Ло выполнять задачи эффективно: она находила правильный объект почти во всех попытках и принимала решение менее чем за полсекунды. Наблюдения за другими морскими львами показали использование тех же стратегий, что позволяет предположить их распространённость у всего вида.
Значение и дальнейшие исследования
Это первое документальное подтверждение существования задачеспецифичного осязательного восприятия с помощью вибрисс. Сходство стратегий у морских львов и человека подчёркивает их важность для улучшения тактильных сигналов в разных задачах.
Вероятно, другими видами ластоногих и некоторыми хищниками (например, выдрами) также используются задачеспецифичные движения усами, так как они обладают чувствительными и подвижными вибриссами. Это направление исследуется сейчас.
Изучение усов даёт важное понимание не только моторного контроля у животных, но и их восприятия и когнитивных способностей.