Lachlan Ross / pexels , CC BY-SA
Mensen hebben geweldige vingertoppen. Ze zijn gevoelig en kunnen above objecten worden bewogen om de zachtheid, textuur, grootte en vorm te voelen. Deze bewegingen zijn zowel complex als ’taakspecifiek’. Dit betekent dat je verschillende bewegingen aanneemt, afhankelijk van wat je van een item wilt voelen. We knijpen of duwen objecten om zachtheid te beoordelen, en voelen langs de randen van objecten om grootte en vorm te beoordelen. En als je de textuur van een item wilt voelen, veeg je achieved je vingertoppen more than het oppervlak.
Het kunnen toepassen van verschillende bewegingsstrategieën laat zien dat we onze vingertopbewegingen nauwkeurig kunnen beheersen en kunnen putten uit onze ervaringen uit het verleden om aandacht te schenken aan belangrijke aspecten van een item – bijvoorbeeld de randen van vormen en de oppervlakken van texturen. Dit betekent dat we een hoge mate van controle hebben above onze zintuiglijke waarneming, en we noemen dit actieve aanraking.
Aanraakdetectie bij zoogdieren
De meeste zoogdieren hebben niet zo beweegbare of gevoelige vingertoppen als mensen. In plaats daarvan hebben ze snorharen, aanraakgevoelige haren op hun gezicht, die worden gebruikt om voortbeweging te leiden, voedsel te zoeken en objecten te verkennen.
Neurowetenschappers bestuderen al tientallen jaren snorharen, vooral bij laboratoriumratten en muizen, om te begrijpen hoe signalen van de snorharen in de hersenen worden verwerkt. Maar nu pas realiseren we ons dat snorharen ook satisfied verbazingwekkende strategieën worden bewogen, internet als onze vingers.
Ratten, muizen en sommige andere zoogdieren kunnen hun snorharen bewegen in een heen-en-weer scanbeweging die “zwaaien” wordt genoemd. Kloppen is een van de snelste bewegingen die zoogdieren kunnen maken en komt bij muizen tot 25 keer for each seconde voor.
Wanneer ratten en muizen in speak to komen achieved objecten, nemen ze ook andere snorhaarbewegingen aan. Deze omvatten het opeenhopen van hun snorharen om meer van hen een oppervlak te laten raken, lichte aanrakingen maken om duidelijkere signalen tegen een oppervlak mogelijk te maken en het vertragen van de beweging van de snorharen zodat ze langer speak to maken met het oppervlak.
Maar niemand wist of dieren hun snorhaarbewegingen specifiek voor verschillende taken konden aanpassen.
Dergelijke “taakspecifieke” bewegingen zouden een opwindende ontdekking zijn, omdat het zou wijzen op een nauwkeurig niveau van controle over hun sensoren en perceptie.
Een kandidaat-soort kiezen
De eerste stap bij het beantwoorden van deze belangrijke vraag was het kiezen van een waarschijnlijke kandidaatsoort voor ons onderzoek.
Pinnipeds, waaronder zeehonden, zeeleeuwen en walrussen, hebben snorharen die bijzonder dik en lang zijn, waardoor ze gemakkelijker te meten zijn dan die van kleinere zoogdieren zoals muizen.
Ze hebben ook enkele van de meest gevoelige snorharen van alle zoogdieren – ze kunnen texturen en vormen detecteren fulfilled dezelfde gevoeligheid als menselijke vingertoppen, zelfs in koud h2o wanneer onze vingers gevoelloos zouden worden.
Ze zijn ook verplaatsbaar. We hebben eerder ontdekt dat Californische zeeleeuwen de grootste en meest gecontroleerde bewegingen maken met hun snorharen, in vergelijking achieved gewone zeehonden en Pacifische walrussen.
Die factoren, plus hun vermogen om objectdiscriminatietaken uit te voeren – waarbij ze onderscheid konden maken tussen objecten op foundation van grootte en vorm – maakten Californische zeeleeuwen het ideale onderwerp voor ons onderzoek naar taakspecifieke snorhaarbewegingen.
Ons werk met Lo
Voor onze studie gebruikten we een zeeleeuw, Lo, voor de volledige aanvulling van experimenten. Het hebben van slechts één persoon is gebruikelijk in studies fulfilled zeezoogdieren, maar het zet de onderzoekers wel onder druk om kwalitatief goede en zeer kwantitatieve gegevens van die ene persoon te verzamelen.
Lo werd getraind om een textuur-discriminatietaak te voltooien met alleen haar snorharen.
Ze moest een visvormig object met gemiddelde textuur vinden tussen andere afleidervissen. Ze voltooide ook een taak om een middelgrote vis te vinden tussen andere afleiders, en een visuele taak om een grijze vis te vinden tussen andere gekleurde afleiders (zeeleeuwen gebruiken zeer kleine snorhaarbewegingen bij visuele taken).
Lo werd duizenden keren gefilmd terwijl ze de taken deed, en haar snorhaar- en hoofdposities werden gevolgd in de videobeelden.
Kijkend naar de info en de videobeelden was het duidelijk dat Lo taakspecifieke bewegingen maakte satisfied haar snorharen. Ze maakte vegende bewegingen about gestructureerde oppervlakken en voelde langs de randen van de vormen van verschillende grootte. Deze specifieke bewegingsstrategieën worden ook doorway mensen satisfied onze vingertoppen gebruikt.
De zeeleeuw, Lo, neemt deel aan verschillende taken voor dit onderzoek.
De mogelijkheid om snorharenverkenningsstrategieën te wisselen tussen tactiele taken, stelde Lo in staat de taken efficiënt uit te voeren. Lo vond in bijna alle proeven de juiste vis en nam snel beslissingen, in minder dan een halve seconde. Videobeelden van de andere zeeleeuwen lieten ook zien dat ze dezelfde strategieën gebruikten, dus we denken dat dit in het algemeen veel voorkomt bij Californische zeeleeuwen.
En nu andere dieren
Het zien van dezelfde bewegingsstrategieën die zijn behouden, van zeeleeuwwhiskerbewegingen tot bewegingen van de menselijke vingertop, laat zien hoe belangrijk deze strategieën zijn voor het verbeteren van aanraaksignalen bij verschillende taken.
Het is waarschijnlijk dat andere soorten vinpotigen taakspecifieke snorhaarbewegingen kunnen maken, omdat ze ook gevoelige, beweegbare snorharen hebben. We onderzoeken dit nu, samen satisfied andere soorten carnivoren, zoals otters.
Dit is de eerste keer dat taakspecifieke snorhaaraanraking is gedocumenteerd. Het toont aan dat het bestuderen van snorharen ons belangrijke inzichten kan geven in de controle van dierenbewegingen, evenals hun perceptie en cognitie.
Lees meer: Hoe we een speciale wiskundige vergelijking vonden die verborgen was in snorharen van ratten
Robyn Grant ontvangt financiering van de Royal Modern society.
