Что общего у землетрясений, костей и телефонного виброрежима

Если вы поставите на стол стакан воды, то, вероятно, сможете увидеть на его поверхности концентрические круги, создаваемые небольшими движениями, происходящими поблизости. Эти колебания вызваны вибрациями, которые распространяются через пол, стол, окно и другие твердые поверхности.

Мы используем информацию, передаваемую с помощью вибраций, чтобы обнаружить, например, приближающийся поезд или идентифицировать знакомый шаг родного человека. Весь мир пронизан вибрациями и наше тело реагирует на них.

Но что происходит при этом в мозге? Используя двухфотонную микроскопию, Ученые из Женевского университета визуализировали активность сотен нейронов в соматосенсорной коре мыши, в то время как вибрации различных частот подводились к ее передней лапе. Выяснилось, что нейроны соматосенсорной коры сильно реагируют на одни частоты и слабее — на другие.

Оказалось, что эти нейроны преимущественно настроены на определенную комбинацию частоты и амплитуды. Поэтому мышь не может отличить по интенсивности высокочастотную вибрацию с низкой амплитудой от низкочастотной вибрации с высокой амплитудой

Интересно, что аналогичный эффект давно уже обнаружен в слуховой системе человека. Высокий женский голос с частотой 1000 Гц будет для нашего уха громче низкого мужского с частотой 200 Гц, даже если амплитуды колебаний голосовых связок в обоих случаях одинаковы.

На втором этапе исследователи попытались определить как соматосенсорные стимулы попадают в мозг мыши. Для этого они выполнили детальный гистологический анализ телец Пачини в передних конечностях мыши. Не пугайтесь названия, тельца Пачини — это всего лишь нервные рецепторы, которые передают высокочастотные колебания у млекопитающих: у приматов они экспрессируются в дерме кончиков пальцев.

А вот у мышей все оказалось иначе — вибрационные реакции в мозге мыши брали свое начало в тельцах Пачини, расположенных на костях предплечья, а в коже лапы они полностью отсутствовали.

Исследователи полагают, что натолкнулись на древнейший дослуховой механизм восприятия звука. Не исключено, что конкретное распределение чувствительных к вибрации механорецепторов по костям передней конечности действует как сейсмограф для «прослушивания» вибраций.

Этот отчасти рудиментарный, но в то же время высокочувствительный метод может также объяснить, как люди воспринимают неуловимые подсказки, связанные с предстоящими стихийными бедствиями, или почему строительные работы или движение поездов причиняют дискомфорт, даже когда их не слышно.