Холодний кінчик носа у собак виявився тепловізором

Вчені з Угорщини та Швеції показали, що собаки вміють на відстані розрізняти температуру предметів за допомогою холодного кінчика носа, а ділянка мозку, яка відповідає за сприйняття теплового випромінювання, знаходиться в соматосенсорній корі лівої півкулі. Стаття опублікована в журналі.

Інфрачервоне, або теплове випромінювання - це електромагнітні хвилі довжиною від 0,74 мікрометрів до двох міліметрів. Теплові фотони мають таку низьку енергію, що фоторецептори зорових систем не здатні їх сприймати, тому для такого виду чутливості тваринам доводиться винаходити нові сенсорні органи. Пристосування для сприйняття теплового випромінювання виявлені у декількох груп тварин, наприклад, гримучих змій, удавів і жуків.

Досі був відомий всього один вид ссавців, здатних відчувати інфрачервоне випромінювання - кажана. Увагу дослідників у зв'язку з цим завданням привернув гладкий шкірястий кінчик носа тварин, який називається ризарій. У представників загону хижі він значно холодніший, ніж у інших ссавців. Наприклад, у собак при температурі навколишнього середовища 30 градусів Цельсія температура їх ризаріуму на п'ять градусів нижче; ці показники виявляються однаковими при 15 градусах; при нулі градусів температура кінчика носа дорівнює 8 градусам.

У більшості випадків низька температура будь-якого органу знижує метаболізм і сенсорну активність у ньому. Відомо одне виключення: гримучі змії охолоджують свій чутливий до інфрачервоного випромінювання орган, і чим він холодніший, тим краще сприймає тепло. Ця ділянка тіла допомагає зміям знайти видобуток за різницею температури з навколишнім середовищем, і її чутливість досягає однієї тисячної градуса Цельсія.

Група вчених під керівництвом Ганни Балінт (Anna Bálint) з Лундського університету припустила, що низька температура ризаріуму собак теж може бути пов'язана з його чутливістю до інфрачервоного випромінювання. Щоб перевірити цю гіпотезу, дослідники провели два експерименти. Спочатку трьох собак навчали знаходити їжу в одній з двох годівниць, які були закриті панелями різної температури. За поверхнею, яка була на 11-13 градусів тепліше навколишнього середовища, знаходилася їжа, а за панеллю кімнатної температури не було нічого. Друга частина дослідження полягала в скануванні мозку тринадцяти тварин за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ). Собаки нерухомо лежали в томографі, а перед їх носом розташовувалася установка з пластиною, температуру якої експериментатор міг встановити на рівні кімнатної або на 11 градусів тепліше.

Всі три тварин успішно навчилися вибирати правильну годівницю залежно від температури панелі (відсоток правильних спроб дорівнював 68-80, p < 0,003), що говорить про їх здатність сприймати теплове випромінювання. фМРТ сканування показало, що в соматосенсорній корі лівої півкулі мозку собак є невелика ділянка, що специфічно активується при пред'явленні теплого стимулу. Цей регіон відповідає області представництва кінчика носа тварин, але не пов'язаний з нюхливою системою.

Соматосенсорна кора відіграє роль збирача сенсорної інформації різних модальностей (наприклад, зорових або проприорецепторих стимулів) і допомагає надалі планувати цілеспрямовану поведінку. Ймовірно, чутливість до теплового випромінювання у собак входить в комплекс сприйманих сигналів навколишнього середовища і допомагає створювати програми поведінки.

Ділянку мозку, що реагує на інфрачервоне випромінювання, знайдено тільки в лівій півкулі. Робота цієї половини мозку пов'язана з харчовою, зокрема з хижацькою, поведінкою, що узгоджується з припущенням про те, що теплова чутливість допомагає собакам знаходити видобуток.

Ми ще багато чого не знаємо про виявлену здатність собак: наприклад, не зрозуміло, як саме ризарій може сприймати інфрачервоне випромінювання. Він щільний, не має порожнин всередині, на відміну від чутливих до тепла ямок змій. Крім механізму такого виду рецепції, необхідно вивчити ще багато його властивостей: на якій відстані собаки можуть відчувати температуру, який поріг розрізнення, яку роль у цьому процесі відіграє те, що ринаріум завжди залишається холодним.

Для тих, хто не чутливий до теплового випромінювання, теж можна знайти спосіб його відчути. Наприклад, у 2016 році вчені створили антени, які можуть перетворювати інфрачервоне світло на видиме. Дісталися і до щурів - за допомогою електродів, які вживили в соматосенсорну кору, тварин навчили відчувати теплове випромінювання.

Бахарєва