Слононосая рыба Gnathonemus petersii полагается на электричество, чтобы находить пищу и преодолевать препятствия, пронизывающие ее родные мутные африканские реки. 11 июля в журнале Neuron исследователи Колумбийского университета представили доказательства того, что способность рыбы точно «видеть» «электрический образ» своего окружения требует от нее фильтрации собственных электрических помех.
«Нам нужно было определить, поможет ли способность предсказывать свои собственные электрические сигналы рыбе лучше распознавать сигналы окружающей среды», - говорит Натаниэль Соутел, нейробиолог из Колумбийского института поведения мозга Цукермана.«Итак, используя как нейронные записи, так и поведенческие эксперименты, мы показали, что эти предсказания, известные как негативные образы, на самом деле помогают рыбам ощущать внешние сигналы, связанные с охотой на добычу».
Как электрическая рыба, слононосая рыба имеет две специализированные системы, которые помогают ей ощущать свое окружение: пассивную систему, настроенную на мельчайшие электрические сигнатуры всего живого в ее среде, включая добычу, и активную систему, которая произвольно испускает короткие импульсы электричества. Рыба использует эти электрические импульсы, чтобы общаться с другими электрическими рыбами и ощущать окружающую среду, рисуя ее «электрический образ», чтобы помочь в навигации.
«Собственные электрические импульсы рыбы вызывают сильные нейронные реакции, которые мешают работе пассивной системы», - говорит Сотелл. «Наша работа показывает, как изменения в нейронных связях создают негативные образы, чтобы нейтрализовать это вмешательство».
В то время как более ранние исследования предполагали, что слононосые рыбы могут генерировать эти негативные образы, не существовало никаких доказательств, прямо демонстрирующих их функциональное значение. Но авторы показали, что введение препарата, препятствующего формированию негативных изображений, по существу делает рыбу слепой к внешним электрическим сигналам.
«Важной частью этой работы была интеграция экспериментальных и теоретических подходов к пониманию нейронных цепей», - говорит Сотелл. «Отсюда мы пытаемся извлечь уроки, которые мы извлекли из электрических рыб, и применить их к родственным системам, включая мозжечок и слуховую систему млекопитающих».