Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия

А еще есть бедный голый землекоп: внешне он похож на маленькую крысу, живет под землей, как крот, но при этом не является ни крысой, ни кротом. Голые землекопы теснее связаны с дикобразами, шиншиллами и морскими свинками, чем с любыми другими млекопитающими. Недавно их выделили в отдельное семейство – землекоповых (Heterocephalidae), что означает, что они абсолютно уникальны. А если всего этого недостаточно, чтобы удивить вас, то стоит еще добавить, что вообще-то они и не голые: их тело покрыто жесткими торчащими тактильными ворсинками, похожими на пушок над верхней губой двенадцатилетнего мальчика, который пытается отрастить усы. Однако существует и землекопункул. В 2002 году Кеннет Катания и Фиона Ремпл явили миру гомункула-землекопа. Картинку нарисовала миссис Кэнтли нашего времени – Лана Финч, и изображение получилось воплощением ночного кошмара, наглядно показывающего все «прелести» образа жизни этого вида. У голого землекопа крошечные глазки, и раньше считалось, что они нефункциональны, но в 2010 году исследование показало, что землекопы действительно могут использовать свои глазки для обнаружения света. Слух у них очень чуткий, и в своих искусно построенных туннелях они слышат даже едва уловимое жужжание нерасторопного насекомого.

Голые землекопы – животные социальные, и у них уникальная среди млекопитающих иерархия. В каждой колонии есть матка-королева и пара самцов-производителей. Остальные члены колонии – рабочие особи, но и среди этой касты есть разделение функций. Матка производит потомство каждые два месяца, но отличить ее от других обитателей колонии можно не только по наличию детенышей и огромному размеру: подданные, вытягиваясь в струнку у стенок туннеля, всегда пропускают королеву, когда та патрулирует свои владения. Почти треть соматосенсорного аппарата голого землекопа сосредоточена на его зубах, которые он пускает в ход всегда и везде, за исключением разве что спаривания (впрочем, есть доказательства, что он использует свои огромные зубищи при социальных взаимодействиях, так что вполне возможно, что те вовлечены и в секс).

И все же самое интересное в голом землекопе – его мозг. Судя по всему, кора головного мозга у этого вида полностью трансформировалась таким образом, что почти вся область, обычно предназначенная зрению, была преобразована в тактильную способность зубов. Подобное ремоделирование – прекрасный пример пластичности мозга млекопитающих, однако мало что известно о том, как это все работает. К счастью, можно тщательно изучить, как реконструируется структура мозга в контексте восприятия чувств на примере мышункула.

Рис. 3.1. Кротункул (крот-звездонос), гомункул и мышункул. Пятнышки на голове у мышункула – это баррелы

Обычный гомункул-мышь (мышункул) имеет типичную большую голову и сильно увеличенную в размерах морду, как у всех гомункулов млекопитающих, которые используют тактильные механизмы головы для интерпретации мира природы (рис. 3.1). Грызуны, как правило, используют для этого вибриссы (усы): они постоянно шевелят ими, дотрагиваясь до предметов. Усы – это длинный сенсорный аппарат. В местах их крепления присутствуют нервные окончания. Информация, полученная рецепторами, передается в неокортекс мыши, концентрируется и «осмысливается» в баррелах соматосенсорной коры. Деннис О’Лири и его коллеги из Института биологических исследований Солка задались вопросом: как ремоделируются тактильные сенсоры мозга после того, как уменьшается сенсорная область, отвечающая за это чувство?