Фото мозг дельфина: Фото: Мозг дельфинов |

Содержание

Ученые сделали удивительное открытие: Наш мозг умеет спать частями, как у дельфинов

Комсомольская правда

НаукаО РАЗНОМ

Лилия СОКОЛЬНИКОВА

16 сентября 2022 7:01

Исследование открывает новые пути в лечении бессонницы и изучении сверхспособностей

Исследование открывает новые пути в лечении бессонницы и изучении сверхспособностейФото: EAST NEWS

Сплю на ходу, засыпаю на лекции — знакомые ощущения? Похоже, это не просто фигура речи, а научный факт. Мозг человека погружается в сон не целиком, а по частям. И просыпается тоже.

Этой удивительной способностью славятся дельфины: пока спит одно полушарие, второе бодрствует. И один глаз открыт. Через пару часов полушария меняются местами. Таким образом морское млекопитающие и отдыхает, и всегда начеку (и на плаву). Для дельфинов половинчатый сон — вопрос выживания: им надо регулярно всплывать на поверхность, чтобы подышать, следить за хищниками и не отставать от стаи.

Эксперименты с крысами показали, что и грызуны обладают подобной «суперсилой». Ученые во время экспериментов не давали крысам спать, но те приспособились: часть нейронов выключалась, хотя с виду животное бодрствовало и продолжало ходить и есть.

А может, и люди так умеют? Представляете, как здорово было бы! Полсуток одно полушарие спит, полдня второе. Успевали бы намного больше приятного и полезного сделать.

Новое исследование учёных из Университета Висконсин-Мэдисон (США), Университета Буэнос-Айреса (Аргентина) и Университета Гёте во Франкфурте (Германия) показывают, что мозг человека действительно умеет спать не целиком, а по частям. Во всяком случае, одни зоны мозга засыпают раньше всех, а другие первыми просыпаются.

В эксперименте участвовали 36 добровольцев. Они ложились спать в шапочках для электроэнцефалографии внутри томографа для МРТ. Так себе постель, конечно, но чего ради науки не сделаешь! Секрет исследования — в том, чтобы электроэнцефалография (ЭЭГ) и магнитно-резонансную томографию делать одновременно.

ЭЭГ изменяет электрическую активность в мозге и отлично показывают быстрые изменения, но почти не даёт информации о том, как себя ведут разные участки мозга, объясняет одна из авторов исследования Чэнь Сун. О том, что мозг спит, говорят, например так называемые «сонные веретена», или медленные волны.

МРТ же отслеживает кровообращение в мозге — как показатель активности нейронов, причем с разрешением до одного кубического миллиметра.

Что увидели в итоге?

Первым засыпает таламус — отдел головного мозга, принимающий и обрабатывающий информацию органов чувств. Он также играет важную роль в таких процессах, как память, концентрация внимания, речь. Просыпается же раньше всех лобная доля, у которой тоже множество важных функций, связанных с движением, памятью, обработкой информации.

Исследование открывает абсолютно новый путь для изучения сна и мозга в целом, считают Кэйт Чан из Университета Вандербильта.

Полезно будет, например, сравнить, как ведёт себя мозг людей со здоровым крепким снов и тех, кто страдает бессонницей. И очень интересно понять, зачем природа наделила нас с вами способностью частично спать и бодрствовать, и как мы ею пользуемся, пусть и неосознанно.

— Мы вообще ничего об этом не знаем! — признаёт Чэнь Сун.

А может, знают яхтсмены-одиночки, проводящие недели в океане без нормального сна? Или студенты, до утра зубрящие учебник, а следующую ночь празднующие экзамен? И мамы младенцев? Логично предположить, что все они не засыпают на ходу в буквальном смысле, потому что их мозг отключает по очереди разные участки.

Возрастная категория сайта 18+

Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-80505 от 15 марта 2021 г.

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР — НОСОВА ОЛЕСЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА.

ШЕФ-РЕДАКТОР САЙТА — КАНСКИЙ ВИКТОР ФЕДОРОВИЧ.

АВТОР СОВРЕМЕННОЙ ВЕРСИИ ИЗДАНИЯ — СУНГОРКИН ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ.

Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без
предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой
право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные
сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой
массовой информации или нарушением иных требований закона.

АО «ИД «Комсомольская правда». ИНН: 7714037217 ОГРН: 1027739295781
127015, Москва, Новодмитровская д. 2Б, Тел. +7 (495) 777-02-82.

Исключительные права на материалы, размещённые на интернет-сайте
www.kp.ru, в соответствии с законодательством Российской
Федерации об охране результатов интеллектуальной деятельности
принадлежат АО «Издательский дом «Комсомольская правда», и не
подлежат использованию другими лицами в какой бы то ни было
форме без письменного разрешения правообладателя.

Приобретение авторских прав и связь с редакцией: [email protected]

Как на самом деле появились дельфины и почему они не общаются с людьми | В мире, Lifestyle | 06.04.2021

06 апреля 2021, 23:39

Дельфина по праву можно назвать одним из самых необычных обитателей планеты.

Фото: © unsplash

Читать ren.tv в

Дельфины – самые загадочные существа подводного мира. В их жизни удивительно практически все: от происхождения до образа жизни. Они словно не земные обитатели, но это только на первый взгляд. Секреты жизни дельфинов раскрывает программа «Как устроен мир» с Тимофеем Баженовым на РЕН ТВ.

Произошли от копытных волков

Дельфины так же, как и мы, когда-то вышли из воды, но что-то им на суше не понравилось, и они зачем-то вернулись обратно в океан. Дельфины действительно когда-то ходили по земле. Они произошли от древних копытных, научились всему: дышать, ходить по земле, щипать траву. Говорят, они были и травоядными, и хищниками, то есть как мы с вами, всеядными существами. Потом что-то им на земле не понравилось, и они решили вернуться в водную стихию. Но когда они оказались в воде, выяснилось, что навыки, приобретенные на суше, сделали их чуть ли не самыми умными обитателями водной стихии.

Почему дельфины решили покинуть сушу и вернуться в воду, науке пока неизвестно. Возможно, это произошло в результате каких-то природных катаклизмов или других глобальных причин.

«Дельфины – это вторичноводные животные, возникшие примерно 25 миллионов лет назад. Мезонхиды дали своеобразных таких живых существ сквалодонтов, сквалодонты, соответственно, эволюционировали во всех зубатых китов, в том числе и дельфинов, они относятся к зубатым китам. Мезонхиды представляли собой крайне интересных животных, обитающих в прибрежке, хищник копытный. То есть фактически это огромный волк с копытами, или хищную корову представьте себе», – рассказывает исполнительный директор Центра морских исследований МГУ имени Ломоносова Николай Шабалин.

Фото: unsplash

Бывают розовыми, слепыми и компактными

Всего в мире насчитывают около сорока видов дельфинов. Самый известный и привычный нам – афалина. Это главный обитатель дельфинариев, поскольку он хорошо поддается дрессировке.

Не все виды дельфинов живут в морской воде. Некоторые, самые древние, встречаются в реках и озерах. Например, розовый дельфин-альбинос, другое его название – амазонский дельфин, обитает только в пресных водах.

«Это довольно-таки своеобразное создание, действительно с розовым цветом кожи, с очень длинным таким вытянутым рылом, нужным для того, чтобы копаться в илу. Потому что они питаются ракообразными, донными всякими животными, рыбами, а также чтобы выедать рыбу из ветвей во время половодья, где она застревает. Эта группировка дельфинов, к сожалению, малочисленная и относится к вымирающим видам», – объясняет Николай Шабалин.

Встречаются в природе дельфины, которые со временем полностью утратили зрение. Эти существа живут в бассейне индийской реки Ганг. Вода здесь настолько мутная, что в ней ничего не видно. Так что зрение у местных дельфинов пропало за ненадобностью. Ориентироваться им помогает эхолокация.

Фото: Скриншот видео. Гангский дельфин, или слепой дельфин

«Как раз за счет эхолокации полностью и достигается ориентирование в воде у этих дельфинов. К сожалению, популяция тоже очень сильно страдает, потому что реку Ганг перерезали плотинами, потому что идет активное рыбоводство. И эта популяция насчитывает там всего несколько тысяч особей, и они, к сожалению, тоже вымирающие. Ну и плюс река Ганг очень сильно загрязнена, вот это очень грустно», – рассказывает Николай Шабалин.

Самый редкий и самый маленький в мире – дельфин Мауи. Длина его тела едва превышает метр, вес – от тридцати пяти до сорока пяти килограммов. Встречаются Мауи только в водах Новой Зеландии.

«Популяция их крайне мала, насчитывает, по разным оценкам, до пятидесяти, от пятидесяти до ста – ста десяти особей и, к сожалению, видимо, в скором времени прекратят свое существование самые маленькие в мире дельфины. Тоже потому что страдают от сейсморазведки и от хозяйственной деятельности человека», – рассказывает исполнительный директор Центра морских исследований МГУ имени Ломоносова Николай Шабалин.

Фото: Unsplash. Дельфины Мауи

Могут спасти человека, если захотят

Дельфинов считают чуть ли не самыми умными млекопитающими на планете после человека и человекообразных обезьян. Ученые утверждают, что мозги у них действительно хорошие. Они способны на серьезные размышления. Но главное их преимущество не в том, что они хорошо думают, а в том, что они очень любопытны. И это любопытство заставляет их узнавать все новое. И, узнавая новое, они запоминают. Именно поэтому дельфины прекрасно дрессируются. Существуют легенды о том, что дельфины спасают утопающих. На самом деле это действительно так. Но мало кто знает, что дельфин для того, чтобы начать спасать, должен почувствовать у жертвы агоническое дыхание, то есть дыхание Чейна – Стокса: когда человек, например, уже захлебывается, он дышит неравномерно. Резко выдыхает, надолго останавливается, потом начинает кашлять, захлебываться водой. Вот именно тогда дельфин принимает решение выталкивать человека на поверхность. А до тех пор, пока человек дышит ровно, обычные дикие дельфины стараются, играя с ним, опустить его на дно. В этом, собственно, суть игры. Они показывают, что в воде они сильнее.

Мы привыкли считать дельфинов очень дружелюбными. И на это есть основания. В каждом дельфинарии можно за умеренную плату обняться с этим прекрасным существом. Кроме того, дельфин действительно может спасти тонущего человека. Но делают это они не из-за большой любви к людям.

«Ну, на самом деле это у них есть такой рефлекс: больное животное должно дышать, поэтому дельфины, когда видят больного какого-то другого дельфина, слабого, они его подталкивают вверх и толкают в какую-то сторону для того, чтобы просто животное дышало, чтобы дыхальце было на воздухе, иначе оно просто захлебнется. Поэтому когда дельфин встречает слабого человека, как правило, дельфины проплывают мимо, но иногда у них включается такой рефлекс, и они его поддерживают на плаву и толкают в какую-то сторону», – рассказывает морской биолог Дмитрий Орлов.

Мы принимаем природный инстинкт и рефлексы дельфинов за их особое отношение к себе.

«Я тут буквально недавно специально попробовал найти первоисточник на счет спасения, но это буквально один-единственный случай, который был бог знает сколько лет назад зарегистрирован. Что, действительно, женщина тонула и потом она как-то уже стала терять сознание, а потом она себя ощутила на берегу, а где-то неподалеку плавал дельфин. Из чего она сделала вывод, что он, так сказать, спас и вытолкнул на берег», – рассказывает кандидат биологических наук Александр Агафонов.

Фото: Скриншот видео

Бывают агрессивными

Бывали случаи, когда дельфины специально толкали человека подальше от берега, после чего добраться до суши он уже не мог. Зачем же они это делали? Хотели погубить или просто играли так?

«Как правило, агрессия связана либо с сексуальным поведением, когда у дельфинов брачный период и самцы могут, соответственно, ну, просто в целом у них гормон бурлит, они могут расценивать всех как противников. Тогда могут быть в принципе какие-то нападения на людей», – поясняет исполнительный директор Центра морских исследований МГУ имени Ломоносова Николай Шабалин.

Дельфин способен напасть первым. Эти существа становятся агрессивными, если заплыть на их территорию. Или случайно оказаться между ним и его добычей – например, косяком рыбы.

Любят семью, дружат ради выгоды

Для дельфинов большое значение имеет семья. Самки и самцы – хорошие родители. Они могут быть вместе всю жизнь. Семейные трагедии они переживают почти как люди. Поведение дельфинов позволяет сделать выводы, что они умеют скорбеть по умершим сородичам. Ученые замечали, как самка пытается реанимировать своего мертвого малыша, выталкивая его на поверхность. Надеясь, что он сможет снова жить.

Умеют дельфины и дружить. Только вот делают это очень осторожно. Проведенные исследования показали, что молодые дельфины общаются лишь с теми особями, которые в дальнейшем помогают им охотиться, учат ухаживать за детенышами и прививают социальные навыки. То есть ищут в отношениях выгоду.

«И поэтому, естественно, дружба строится на каких-то понятных правилах, ты мне – я тебе, для того чтобы им было сподручней выживать. Это не абстрактная категория какая-то, относящаяся к гуманизму либо к чему-то другому, а просто способ коммуникации и способ совместного выживания в природе. Поэтому, да, дружат с кем выгодно», – говорит исполнительный директор Центра морских исследований МГУ имени Ломоносова Николай Шабалин.

Фото: Скриншот видео

Имеют свой язык и проводят конференции

Есть неопровержимые доказательства того, что человек общался с дельфинами с древних времен. Изображения млекопитающих можно найти, например, на монетах, отчеканенных в Древней Греции. Сюжет очень распространенный в то время: человек сидит на спине дельфина. Ученые не исключают, что в Средиземноморье люди действительно использовали этих существ как водный транспорт. Но это – всего лишь предположение. А вот реальные факты.

«На Крите 3,5 тысячи лет назад дельфины были обучены и выполняли роль лоцманов при заходе в гавань греческих триер. Причем действовали сами, без людей. Они уже знали, когда подходит судно, подходили, заводили его, минуя всякие рифы и отмели. То есть уровень общения был очень большой. И вообще есть мнение такое, даже легенды, что где-то на заре человечества, в период, скажем, золотого века, люди очень тесно общались с дельфинами и понимали друг друга, но потом пути их разошлись», – рассказывает капитан первого ранга в запасе, писатель-маринист Владимир Шигин.

Долгое время ученые считали, что у дельфинов есть свой особый язык. И даже у разных видов – диалекты. Однако достоверного подтверждения этому до сих пор нет. Сейчас исследователи говорят скорее о некой системе звуковых сигналов, посредством которой дельфины общаются между собой. Она же помогает дельфинам ориентироваться в подводном мире. Дельфины могут подавать сигналы двух типов – эхолокационные и так называемые щебеты. Последние больше передают эмоции животного. Эхолокационные сигналы служат для исследования обстановки и обнаружения препятствий. Человек не может различить их – они испускаются на очень высоких, ультразвуковых частотах.

Фото: unsplash

«У него, в общем, два есть канала. Он может работать в режиме шума, пеленгатора, может в режиме эха работать. То есть даже небольшую стаю рыб он может где-то на дистанции 3-5 километров обнаружить. Причем обнаруживает не просто рыбу – ее размер, объем косяка и даже сорт рыбы, какая рыба плывет. Ему совершенно понятно, стоит ли туда, за ней идти, тратить энергию, или отдохнуть, подождать, что-нибудь подойдет поближе», – рассказывает Владимир Шигин.

Человеческую речь дельфины воспринимают как слишком медленную. У них обмен сигналами проходит намного быстрее и при этом всегда только «по делу». Дельфины, как и люди, собираются на огромные подводные конференции. Это мероприятие – одна из самых больших загадок, которую ученые пока тщетно пытаются разгадать. В определенное время года в определенном месте океана группируется огромное количество дельфинов – иногда более десяти тысяч. Что же они там обсуждают?

«Вот они сходятся в одном районе и находятся там в течение нескольких суток. Причем когда пытались записывать, что там происходит, в ультразвуковом диапазоне идет страшный гвалт, они все разговаривают. Потом внезапно все замолкают и говорит один дельфин, все слушают, десятки тысяч. Затем этот замолкает, говорит следующий дельфин, потом еще, еще, еще. Потом снова общая дискуссия. Потом снова один. И так на протяжении нескольких суток», – рассказывает капитан первого ранга в запасе, писатель-маринист Владимир Шигин.

Фото: unsplash

Спят только половиной мозга

Дельфины не только могут развивать огромную скорость, они вообще всегда остаются в движении. Они не спят. Как же они выживают? Как же у них получается отдыхать и восстанавливать силы? Поистине это уникальные существа…

«Дельфины спят и спят до шести часов в сутки. Другое дело, что мозг дельфина устроен весьма своеобразно, там есть довольно-таки много дублирующих друг друга нервных центров, и мозг дельфинов спит по очереди. У них тоже два полушария, как у человека, и у них есть так называемый феномен однополушарного сна: спит по очереди то одно полушарие, то другое. И поэтому фактически половина мозга дельфина отдыхает, половина бодрствует. Это им очень нужно, потому что они же дышат атмосферным воздухом, если они просто заснут, то им надо как-то дышать, то есть они захлебнутся водой», – объясняет исполнительный директор Центра морских исследований МГУ имени Ломоносова Николай Шабалин.

О лечении дельфинами, боевых дельфинах и дельфинах-агрессорах смотрите в выпуске программы «Как устроен мир» с Тимофеем Баженовым на РЕН ТВ. О других загадках нашего мира смотрите в новых выпусках по будням с 11:00!

Первые изображения схемы мозга дельфинов намекают на то, как они воспринимают звук

Вероятностная трактография в мозгу дельфина была выявлена с использованием новой техники диффузионно-тензорной визуализации (DTI). Предоставлено: Изображение предоставлено Грегори Бернсом, Университет Эмори.

Нейробиологи впервые составили карту сенсорной и моторной систем мозга дельфинов. Proceedings of the Royal Society B публикует результаты, показывающие, что по крайней мере две области мозга дельфинов связаны со слуховой системой, в отличие от большинства млекопитающих, которые в основном обрабатывают звук в одной области.

«Дельфины — невероятно умные, социальные животные, и все же очень мало известно о том, как функционирует их мозг, поэтому они остаются относительно загадочными», — говорит Грегори Бернс, нейробиолог из Университета Эмори и ведущий автор исследования. «Теперь у нас есть первое изображение всего мозга дельфина и всех соединений белого вещества внутри него».

Исследователи применили новый метод диффузионно-тензорной визуализации (DTI) к сохраненному мозгу двух дельфинов, которые погибли после того, как выбросились на берег в Северной Каролине более десяти лет назад. Метод использования DTI на неживом мозге был разработан относительно недавно и ранее использовался только для исследований умерших людей, приматов и крыс.

Исследование было сосредоточено на слуховой системе дельфинов, поскольку дельфины, наряду с некоторыми другими животными, например, летучими мышами, используют эхолокацию для восприятия окружающей среды. «Мы обнаружили, что в мозгу дельфина, вероятно, есть несколько областей, связанных со слуховой информацией, и нервные пути похожи на таковые у летучей мыши», — говорит Бернс. «Это удивительно, потому что дельфины и летучие мыши далеко друг от друга на эволюционном древе. Они разошлись десятки миллионов лет назад, но их мозг, возможно, развил аналогичные механизмы для использования звука не только для того, чтобы слышать, но и для создания мысленных образов».

«В течение десятилетий мы думали, что мозг дельфинов имеет одну первичную слуховую область», — говорит соавтор Лори Марино, нейробиолог, специализирующийся на мозге дельфинов, китов и других китообразных. «Это исследование показывает, что мозг дельфина еще сложнее, чем мы думали».

Прежде работавший на факультете Эмори, Марино в настоящее время является исполнительным директором Киммелского центра защиты прав животных в Юте.

Эмори хранит несколько сохранившихся мозгов китообразных, собранных Марино через коллег из Университета Северной Каролины в Уилмингтоне во время посадки на мель. Различные агентства по охране окружающей среды реагируют, когда дельфины и киты выбрасываются на берег, чтобы спасти животных и вернуть их в море. Если животные умрут, их части могут быть сохранены для использования в научных исследованиях.

В текущем исследовании использовался мозг обыкновенного дельфина и пантропического дельфина из коллекции Эмори.

Предыдущие исследования с использованием магнитно-резонансной томографии (МРТ) выявили сложную анатомию мозга китообразных. Но сканирование МРТ фиксирует только изображения базовой структуры мозга.

DTI фокусируется на белом веществе мозга или проводящих путях, соединяющих нейроны и различные области серого вещества мозга. DTI может обнаруживать движение молекул воды вдоль этих волоконных дорожек.

Исследователи использовали специальную технику DTI для посмертного мозга, разработанную соавторами исследования Шоном Фоксли, Саадом Джбабди и Карлой Миллер из Оксфордского университета.

В живом человеческом мозгу сканирование DTI занимает около 20 минут. Однако сканирование посмертного мозга занимает гораздо больше времени, поскольку он содержит меньше воды. Мозг дельфина представлял собой особую проблему, поскольку он был большим — размером с футбольный мяч — и сохранялся в течение многих лет. Они сохранили лишь небольшое количество воды, обычно присутствующей в здоровых тканях.

«Сигнал был очень слабым, но он был, — говорит Бернс. «Каждый из образцов требовал почти 12 часов сканирования».

Данные сканирования DTI позволили исследователям детально наметить проводящие пути белого вещества, по сути, электрическую схему мозга дельфина. Результаты показывают, что слуховой нерв дельфина входит в область ствола головного мозга и соединяется как с височной долей (слуховой областью многих наземных млекопитающих), так и с другой частью мозга около верхушки, известной как первичная зрительная область.

Исследователи предполагают, что дельфины имеют более одной нервной области, связанной со звуком, потому что они используют звук для разных целей.

Дельфины издают щелчки, пронзительные крики, свист и импульсные звуки для общения, навигации и охоты. Эхолокация позволяет им воспринимать объекты, отражая звук от поверхностей.

«Дельфины — самые изощренные пользователи биологического сонара в животном мире, — говорит Марино. «Они могут легко найти рыбу, скрытую от глаз в песке».

Эксперименты показали, что дельфины могут эхолокировать скрытую сложную трехмерную фигуру, а затем различать ее визуально. «Они могут быстро переключаться между зрением и слухом, — говорит Марино.

Эхолокационные сигналы и эхосигналы одного дельфина могут быть уловлены другим дельфином, добавляет она. «У них сложная система связи и уникальная способность одновременно издавать разные звуки, такие как щелчок и свист».

Исследователи надеются, что их карта нейронных сетей дельфинов поможет раскрыть секреты разума дельфинов, в том числе то, как они общаются и воспринимают окружающую среду.

«Наше исследование было первым, в котором этот метод DTI использовался на мозге дельфина и на образце, которому более десяти лет», — говорит Бернс. «Наш успех открывает возможность использования этого инструмента для изучения заархивированных мозгов всех видов удивительных животных в музейных коллекциях по всему миру».

Дополнительная информация:
Диффузионно-тензорная томография мозга дельфинов выявляет прямой слуховой путь к височной доле, rspb.royalsocietypublishing.or … . 1098/рспб.2015.1203

Предоставлено
Университет Эмори

Цитата :
Первые изображения схемы мозга дельфинов намекают на то, как они воспринимают звук (2015, 7 июля)
получено 26 декабря 2022 г.
с https://phys.org/news/2015-07-images-dolphin-brain-circuitry-hint.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.