https://frosthead.com

Hoe de star-nosed mole 'ziet' met zijn ultragevoelige snuit

Dat is een echt, aards dier waar je op de foto hierboven naar kijkt - niet, zoals je misschien al dacht, een wezen uit Star Wars . De stervormige mol, die zich in de moerassen en wetlands van de oostelijke VS en Canada bevindt, is ongeveer de grootte van een rat wanneer hij volgroeid is. Het is functioneel blind en eet insecten, wormen en kleine vissen.

Maar het meest opvallende aspect van het dier is zijn uiterst vreemde uiterlijk, gedomineerd door zijn 22-tentacled ultragevoelige snuit, een ster genoemd (dat zijn niet zijn ogen en gezicht in het midden van het roze vlezige gebied, maar eerder zijn neusgaten ). Deze snuit, gebruikt om prooien te jagen en te grijpen, heeft meer dan 100.000 zenuwuiteinden verpakt in een gebied met een diameter van nauwelijks meer dan 1 cm, waardoor het een van de meest gevoelige aanraakorganen in het hele dierenrijk is.

Een stervormige mol zoekt naar prooi met zijn ster. Een stervormige mol zoekt naar prooi met zijn ster. (Foto door Kristin Gerhold en Diana Bautista)

In een artikel dat vandaag in het tijdschrift PLOS ONE is gepubliceerd, heeft een team van biologen en neurowetenschappers van UC Berkeley en Vanderbilt University de activiteit van de ster van de mol op moleculair niveau onderzocht om erachter te komen hoe deze informatie naar de hersenen van het dier overbrengt. Een van de meest interessante bevindingen van het team is dat de ster relatief arm is aan neuronen die gevoelig zijn voor pijn, maar extreem rijk aan neuronen die specifiek zijn aangepast om aanraakgevoelig te zijn.

Elk van de 22 tentakels van de ster ("stralen" genoemd) is bedekt met kleine koepelvormige structuren die de organen van Eimer worden genoemd - de gemiddelde snuit heeft in totaal ongeveer 30.000. Als contrast bevat een hele menselijke hand ongeveer 17.000 aanrakingsvezels (die analoog zijn aan de organen van Eimer), maar de ster van de mol is kleiner dan een enkele menselijke vingertop.

Een van de auteurs van de studie, Vanderbilt-neurowetenschapper Kenneth Catania, heeft het vreemde dier meer dan twee decennia bestudeerd en heeft eerder gesuggereerd dat de sensorische informatie die het van zijn ster ontvangt, voor de mol het meest lijkt op de visuele informatie die we uit onze ogen krijgen . Dat wil zeggen, net zoals onze wereld grotendeels wordt bepaald door visuele stimuli, worden de mol met de neusneus het meest direct bepaald door aanraking.

Voor bewijs wijst hij op het feit dat de hersenen van de mollen ruimtelijk georganiseerd zijn rond tactiele signalen die van hun sterren komen, op dezelfde manier waarop onze hersenen de visuele informatie ordenen die door hun ogen wordt gegenereerd. Hun neocortex - de buitenste lagen van elk van de hersenhelften van de hersenen - heeft een kaart van zenuwen die ruimtelijk overeenkomt met de gegevens die afkomstig zijn van elk van de stralen van de ster. Dat wil zeggen, het hersengebied dat overeenkomt met een bepaalde straal grenst aan het gebied dat overeenkomt met de volgende straal. Onze visuele cortex is op vrijwel dezelfde manier gerangschikt.

Het gebruik van de sterren door de moedervlekken lijkt ook op de manier waarop wij (en vele andere zoogdieren) onze ogen gebruiken om onze omgeving te begrijpen. Toen Catania en andere onderzoekers het gedrag van de mollen filmden, ontdekten ze dat de mollen bij contact met een interessant voorwerp onmiddellijk snel begonnen te sonderen met hun kleinste stralen (de twee hingen midden onderaan de ster).

Dit is vergelijkbaar met de manier waarop primaten visie gebruiken, waarbij ze vertrouwen op korte, snelle oogbewegingen zodat de fovea centralis - het centrale deel van het oog met de hoogste resolutie - visuele details kan onderscheiden. Het meest fascinerende is dat zowel de kleinste stralen van de moedervlek als onze fovea centralis oververtegenwoordigd zijn in termen van oppervlakte in de neocortex. Dus in plaats van de wereld met ogen te zien, 'ziet' de functioneel blinde stervormige mol blijkbaar zijn ondergrondse omgeving met zijn snuit.

Hoe de star-nosed mole 'ziet' met zijn ultragevoelige snuit