Музыка вестибулярного аппарата
Выход млекопитающих на сушу 300 миллионов лет назад наложил отпечаток на наш вестибулярный аппарат. Учёные из Университета Макгилла (Канада) обнаружили два способа передачи сигнала о равновесии в мозг: один работает, как у водоплавающих существ, а второй больше приспособлен для сухопутных перемещений. Доказательства этой теории можно найти в статье в журнале Nature Communications.
Учёные убеждены, что разные способы передачи вестибулярных сигналов сопряжены с изменениями в эволюции, а именно с необходимостью подстраиваться под переменчивые условия окружающей среды. К подобным выводам их привёл анализ активности мозга макак, которые вели свой обычный образ жизни — бегали, прыгали, вычёсывали сородичей и добывали пищу.
Исследователи и раньше фиксировали активность двух типов рецепторов, которые передают сенсорную информацию во внутреннее ухо животных, но причина, по которой природа устроила вестибулярный аппарат именно так, оставалась загадкой.
Строение важной структуры вестибулярной системы — полукружного канала (вид в поперечном сечении). Иллюстрация предоставлена сайтом Neurocience News.com
По описанию один из сигналов напоминает протяжное пение с медленным переходом от одной ноты к другой, а второй зашифрован в виде чётких и быстрых сигналов, похожих на ритм ударных на фоне гитарного соло.
«Если вы представите себе, что плаваете в море, то почувствуете сопротивление воды со звукопоглащающим, даже несколько вязким эффектом. Это важно для того, чтобы передавать в мозг информацию о наших движениях с помощью плавных, медленно изменяющихся паттернов, которые напоминают пики и провалы пения солиста. Так как сопротивление воздуха гораздо меньше, чем воды, то по мере движения мы должны быть более чувствительными и готовыми резко среагировать на экстремальную ситуацию, чтобы удержать баланс. В этом случае важна скорость реакции, измеряемая миллисекундами», — утверждает Марис Чакрон (Maurice J. Chacron), один из соавторов статьи.
Это открытие в ближайшем будущем может помочь учёным улучшить кохлеарные имплантанты, и работа над этим активно ведётся в университете Джонса Хопкинса в Балтиморе. Аппарат сейчас проходит первую фазу клинических испытаний и призван помочь пациентам с головокружениями и расстройствами равновесия.
Текст: Виктория Зюлина
Self-motion evokes precise spike timing in the primate vestibular system by Mohsen Jamali, Maurice J. Chacron and Kathleen E. Cullen in Nature Communications. Published online October 2016 doi:10.1038/ncomms13229