Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность
Шрифт:
Кончики наших собственных пальцев принадлежат к числу самых чувствительных органов осязания на свете. Они позволяют нам работать тончайшими инструментами, считывать узоры из выпуклых точек, заменяя нарушенное зрение, а также пользоваться сенсорными экранами, давая команды касанием, нажатием или смахиванием подушечкой пальца. Чувствительность подушечек обеспечивается механорецепторами – клетками, реагирующими на легкую тактильную стимуляцию. Эти клетки бывают разных типов, каждый из которых откликается на разные стимулы{386}. Тельца Меркеля фиксируют непрерывное давление – благодаря им вы, сжимая страницы этой книги, определяете ее форму и механические свойства. Тельца Руффини реагируют на растяжение и натяжение кожи – за счет них мы можем ухватить предмет поудобнее и чувствуем, когда он выскальзывает из рук.
В первом приближении мы понимаем, как работают эти механорецепторы. При всем их разнообразии они неизменно состоят из нервного окончания, заключенного в ту или иную чувствительную к прикосновению капсулу. Когда под воздействием осязательного стимула капсула изгибается или деформируется, нерв внутри нее срабатывает. Но как именно это происходит, пока неясно, поскольку осязание относится к наименее изученным чувствам{387}. Оно гораздо реже, чем зрение, слух или даже обоняние, вдохновляет деятелей искусства и увлекает ученых. До совсем недавнего времени молекулы, позволяющие нам осязать, – то есть эквиваленты опсинов для зрения или обонятельных рецепторов для обоняния – оставались полнейшей загадкой. У нас имеется лишь самое грубое представление о чувстве, дающем нам представление о грубости.
Но отмахнуться от осязания нельзя. Это чувство, определяющее для близости и непосредственности, а вариаций у него не меньше, чем у обоняния или зрения. Животные сильно различаются и по чувствительности своих органов осязания, и по тому, что они ими осязают, и даже по тому, на каких частях тела эти органы располагаются. Задавшись вопросом о том, как осязание формирует умвельт тех или иных животных, мы сможем по-новому взглянуть на песчаные пляжи, подземные тоннели и даже внутренние органы. Собственно, подлинная сила наших собственных осязательных способностей тоже стала ясна совсем недавно. В одном эксперименте испытуемые оказались в силах различить две кремниевые пластины, отличавшиеся лишь самым верхним молекулярным слоем{388}. Распознать разницу им позволило ничтожнейшее изменение в том, как палец скользил по поверхности. В другом эксперименте участники успешно дифференцировали две рифленые поверхности, высота ребер которых разнилась всего на 10 нм – это примерно как пытаться различить два образца наждачной бумаги, зерно у которых не больше крупной молекулы{389}.
Все эти чудеса возможны благодаря движению{390}. Если просто коснуться поверхности кончиком пальца, вы получите очень ограниченное представление о ее свойствах. Совсем другое дело, когда пальцем разрешается двигать. Твердость выявляется нажатием. Текстура – поглаживанием. Скользя по поверхности, ваши пальцы постоянно попадают на невидимые возвышенности и впадины, и возникающие от этого вибрации передаются механорецепторам на кончиках подушечек. Именно так мы и улавливаем мельчайшие, вплоть до наномасштаба, различия[124]. Движение превращает осязание из грубого чувства в тончайшее. Недаром у многих тактильных виртуозов, обитающих в дикой природе, к невероятной чувствительности прилагается молниеносная скорость.
Немало ученых всю свою жизнь занимаются одним и тем же видом животных. Кен Катания не из таких. За последние 30 лет он изучал органы чувств электрических угрей, голых землекопов, крокодилов, щупальценосных змей, изумрудных ос Ampulex compressa и человека. Его привлекают создания странные и необычные, и этот интерес к уникумам почти всегда себя оправдывает. «Такого, чтобы животное вдруг оказалось совсем неинтересным, как правило, не бывает, – говорит он
Звездонос – это зверек размером с хомяка, с шелковистой шубкой, крысиным хвостом и лапами-лопатами{391}. Он распространен в густонаселенных восточных районах Северной Америки, но, поскольку живет в болотах и заболоченных лесах, где проводит основную часть времени под землей, людям на глаза он попадается очень редко. Однако те, кому он все-таки встретится, не перепутают его ни с кем. На кончике его носа, прямо вокруг ноздрей, топорщатся кольцом 11 пар розовых голых отростков, похожих на крохотные пальцы. Это и есть та самая «звезда», которой крот обязан своим названием. Она напоминает мясистую хризантему, которая распустилась прямо на морде у крота, – или же прицепившуюся к его носу актинию.
Ученые долго терялись в догадках насчет функций этой звезды, но Кену Катании, когда он впервые рассмотрел ее под микроскопом в 1990-е гг., гадать не пришлось{392}. Он ожидал увидеть море разнообразных сенсоров, однако все они оказались одинаковыми – выпуклый бугорок, называемый органом Эймера, воспроизведенный снова и снова, так что итог суммарно напоминал малину. В каждом бугорке содержались механорецепторы, откликающиеся на давление и вибрацию, и нервные волокна, передающие эти ощущения мозгу. Это совершенно точно были осязательные сенсоры, и из них состояла вся звезда. Звезда – это орган осязания, и ничего более. Если прищуриться, она покажется похожей на две тянущиеся к миру открытые ладони. Собственно, это примерно они и есть[125].
Закройте глаза и прижмите ладонь к любой ближайшей поверхности – сиденью, полу, собственной груди или голове. При каждом нажатии у вас в сознании вспыхивает отпечаток ладони, несущий в себе форму и текстуру этой поверхности. Если обхлопывать поверхности достаточно быстро и часто, в голове начнет выстраиваться объемный образ окружающей действительности. Почти наверняка именно это и проделывает своим носом звездонос. Рыская по темному подземному царству, он постоянно – раз по десять в секунду – прижимается носовой звездой к стенкам тоннелей. При каждом нажатии окружающая среда высвечивается вспышкой текстур. Думаю, каждое новое нажатие дополняет непрерывно формирующуюся в сознании крота модель тоннеля – это можно представить себе как пуантилистскую скульптуру, которая возникает точка за точкой.
Непропорционально большая доля соматосенсорной коры крота – центра осязания в его мозге – уделена звезде, примерно так же, как в нашем, человеческом мозге центр осязания в значительной мере отдан рукам{393}. И точно так же, как в нашей соматосенсорной коре имеются скопления нейронов, соответствующие каждому из пальцев, в соматосенсорной коре звездоноса имеются полосы нейронов, соответствующие каждому из лучей звезды. «Эту звезду, по сути, можно разглядеть в его мозге», – говорит Катания[126]. Но, увидев это соответствие впервые, он обнаружил одну озадачивающую нестыковку. Одиннадцатая, самая маленькая пара лучей представлена в мозге огромным пучком нейронов, занимающим четверть всей области, отведенной под звезду{394}. Зачем кроту выделять самые большие вычислительные мощности под самый крошечный из осязательных сенсоров?
Сняв крота с помощью высокоскоростной камеры, Катания и его коллега Джон Каас поняли, что в конечном итоге звездонос всегда исследует пищу именно одиннадцатой, самой маленькой парой лучей, даже если другие части звезды касаются обнаруженного объекта первыми{395}. Крот тычется в него несколько раз подряд, с каждым разом приближая одиннадцатую пару. Это очень похоже на то, что мы проделываем глазами, микродвижениями поворачивая их так, чтобы нацелить на рассматриваемый объект центральную ямку сетчатки, фовеа, область нашего самого острого зрения. Вот и у звездоноса одиннадцатая пара лучей играет роль осязательной фовеа, как называет ее Катания, – то есть той зоны, где осязание у крота острее всего. Недаром она располагается перед самым ртом звездоноса: определив, что ощупанный объект съедобен, он может, раздвинув одиннадцатую пару лучей, немедленно ухватить лакомый кусок передними зубами, действующими как пинцет.