Как звуки от вибрисс кодируются в слуховой коре мышей

Исследователи из Института Вейцмана представили новый, мультисенсорный взгляд на процесс вибрирования — ощупывания окружающего мира усами (вибриссами) у мышей. Ранее считавшийся исключительно актом осязания, этот процесс, как выяснилось, генерирует тонкие звуки, которые кодируются в слуховой коре грызунов, улучшая их восприятие.

Ключевые открытия:

• Запись ультразвуковых частот, издаваемых вибриссами при контакте с разными поверхностями (например, сухими листьями бугенвиллии или алюминиевой фольгой), показала, что эти звуки доступны для восприятия мышами.
• Замеры нейронной активности в слуховой коре мышей во время вибрирования подтвердили, что слуховые сети реагируют на эти звуки, даже самые слабые. Реакция сохранялась даже при блокировке путей передачи тактильных ощущений от вибрисс.
• Модели машинного обучения, обученные отдельно на нейронной активности слуховой коры и на записях звуков вибрирования, с одинаковой точностью идентифицировали объекты. Это указывает, что нейронные реакции вызваны непосредственно звуками, а не другими сенсорными сигналами.
• В поведенческом эксперименте мыши с "отключённым" осязанием научились распознавать алюминиевую фольгу исключительно по звуку, издаваемому их вибриссами.

Значение и перспективы:

Исследование демонстрирует, что вибриссная система работает интегративно и мультимодально, объединяя осязание и слух. Такая функция могла развиться для помощи в охоте или избегании хищников, позволяя мыши оценивать поверхность (например, хрустящую или тихую) с минимальным шумом.

Работа стирает границы между осязанием и слухом и открывает новые направления для изучения интеграции сенсорных сигналов в мозге. Это может привести к инновациям в:

• Протезировании и сенсорной реабилитации.
• Развитии методик для слабовидящих (аналогично использованию звука от трости).
• Робототехнике — для создания систем раннего предупреждения о столкновениях в условиях плохой видимости, вдохновлённых работой вибриссной системы мыши.