V článku publikovaném v časopise European Journal of Neuroscience popisuje Dr. Jagmeet Kanwal, docent na oddělení neurologie z lékařského centra Georgetownské university, jak a ve které mozkové hemisféře zpracovávají netopýři přicházející signály umožňující jim orientovat se a navigovat a jak zároveň vnímají to, co se jim snaží sdělit ostatní netopýři.

Pro pochopení auditivních funkcí mozku jsou netopýři obzvlášť zajímaví, jelikož zpracovávají zvuk prostřednictvím echolokace, tedy biologického sonaru. Netopýři vydávají hlasité pulzy, a následně vnímají jejich odrazy od okolních objektů. Netopýři sice nejsou slepí, jak se mnoho lidí mylně domnívá, ale pro letovou navigaci a při lovu používají výhradně echolokaci.

Mozek netopýrů musí nejen zpracovávat stálý proud pulsů a ozvěn, ale musí umožňovat také sociální komunikaci mezi netopýry. Netopýři vydávají hněvivé zvuky typu „uhni!", varovné zvuky („dávej pozor!"), i zvuky zprostředkovávající sdělení typu „neubližuj mi, prosím!" nebo dokonce „mám  tě rád!".

Ve své studii Kanwal ukazuje, že nervové obvody v obou polovinách mozku umožňují netopýrům pohybovat se nebo své okolí „vidět" a zároveň konverzovat. Avšak rozdělení práce není rovnoměrné a vede k jevu, který Kanwal označuje jako „nevyvážený mozek".

Na Washingtonské univerzitě v St. Louis vložil Kanwal do mozku netopýrů malý wolframový drátek tenčí než lidský vlas. Pouštěl netopýrům echolokační signály a komunikační volání (specifické zvuky z digitální laboratoře druhů) a zároveň zaznamenával miniaturní změny napětí v neuronech - nejprve na levé straně netopýrova mozku, a potom na pravé straně.

Na Georgetownské univerzitě pak Kanwal tato data analyzoval a zjistil, že neurony v pravé mozkové kůře reagují výrazněji na echolokaci než na komunikační zvuky či „volání". Tento rozdíl ovšem nebyl patrný v levé straně mozku; tam neurony citlivěji reagovaly na změny v hlasitosti volání.

Kenwal rozdělil echolokační zvuky na dvě části: vysílané pulsy a vracející se ozvěnu. Neurony na obou stranách mozku výrazně reagovaly na kombinaci jednotlivých částí (pulsy a ozvěna) a jen málo na jednotlivé části samy o sobě (to naznačuje funkční specializaci pro echolokaci). Neurony na levé straně mozku (avšak ne na pravé) vykazovaly podobnou specializaci pro zpracování sociálního volání ostatních netopýrů.

Tento jev známý jako kombinační citlivost je v mozku zvířat přítomný všude. Podle Kanwala je to podobné, jako když lidé vnímají kombinace fonémů (neboli jednotek řeči) jako slabiky.

„Zdá se, že obě poloviny mozkové kůry jsou propojeny odlišným způsobem, což umožňuje jedné straně (většinou levé) efektivněji zpracovávat řeč či zvukovou komunikaci řeči podobnou," tvrdí Kanwal. „Pravá strana sleduje malé změny ve výšce navigačních signálů podobně jako v případě melodické linky."

Kanwal uvádí, že pochopení neurologických základů řeči a zpracování hudby je zásadní pro zmírnění problémů některých dětí (poškození sluchu nebo snížené jazykové schopnosti, například dyslexie) i pro nápravu škod v řečové oblasti po mrtvici (afasie), která jinak vede k neschopnosti verbální komunikace.

„Takové nestejnoměrné zpracování je u lidí známo už nějakou dobu, avšak dosud se nám nedařilo studovat jednotlivé neurony v lidském mozku na tak detailní úrovni. Možnost zkoumat podstatu tohoto jevu na úrovni jednotlivých neuronů u jiných savců otevírá dveře k hlubšímu pochopení tohoto procesu."

Podle Kanwala nebyla studie spojená s žádným osobním finančním zájmem. Kanwal děkuje za příspěvky Dr. Nobuo Sugovi a Dr. Kevinu Ohlemillerovi z Washingtonské university v St. Louis.

2Kanwal je autorem publikace Netopýři zpívají, myši se chechtají: Překvapující výsledky výzkumu vnitřního života zvířat  (Bats Sing, Mice Giggle: The Surprising Science of Animals´ Inner Lives) publikované poprvé v roce 2010; spoluautorkou této publikace je Dr. Karen Shanor.

 

3. ledna 2012

Zdroj: Science Daily

Přeložila: Veronika Součková

 

(Zdroj obr.: Wikimedia Commons)