Die Schnurrhaare der Seelöwen helfen ihnen, die Welt um sich herum zu berühren, genau wie unsere Fingerspitzen

Menschen haben erstaunliche Fingerspitzen. Sie sind empfindlich und können über Objekte bewegt werden, um deren Weichheit, Textur, Größe und Form zu spüren. Diese Bewegungen sind sowohl komplex als auch „aufgabenspezifisch“. Das bedeutet, dass Sie unterschiedliche Bewegungen ausführen, je nachdem, was Sie über ein Objekt fühlen möchten.

Wir drücken oder schieben Objekte, um die Weichheit zu beurteilen, und tasten die Kanten von Objekten ab, um Größe und Form zu beurteilen. Und wenn Sie die Textur eines Objekts spüren wollten, würden Sie mit den Fingerspitzen über die Oberfläche streichen.

Adoptieren können verschiedene Bewegungsstrategien zeigt, dass wir unsere Fingerspitzenbewegungen präzise steuern und auf unsere bisherigen Erfahrungen zurückgreifen können, um auf wichtige Aspekte eines Objekts zu achten – zum Beispiel auf die Kanten von Formen und die Oberflächen von Texturen.

Das bedeutet, dass wir ein hohes Maß an Kontrolle über unsere Sinneswahrnehmung haben und wir nennen dies aktive Berührungswahrnehmung.

Berührungswahrnehmung bei Säugetieren

Die meisten Säugetiere haben keine so beweglichen oder empfindlichen Fingerspitzen wie Menschen. Stattdessen haben sie Schnurrhaare, berührungsempfindliche Haare im Gesicht, die zur Steuerung ihrer Fortbewegung, zur Nahrungssuche und zur Erkundung von Objekten dienen.

Neurowissenschaftler waren Schnurrhaare studieren Seit Jahrzehnten versucht man vor allem bei Laborratten und -mäusen zu verstehen, wie Signale der Schnurrhaare im Gehirn verarbeitet werden. Aber erst jetzt wird uns klar, dass auch Schnurrhaare mit erstaunlichen Strategien bewegt werden, genau wie unsere Finger.

Ratten, Mäuse und einige andere Säugetiere können ihre Schnurrhaare in einer hin- und hergehenden Abtastbewegung bewegen, die als „Wischen“ bezeichnet wird. Das Wischen ist eine der schnellsten Bewegungen, die Säugetiere ausführen können, und geschieht bei Mäusen bis zu 25 Mal pro Sekunde.

Wenn Ratten und Mäuse mit Gegenständen in Kontakt kommen, adoptieren sie ebenfalls andere Whisker-Bewegungen . Dazu gehören das Bündeln der Schnurrhaare, damit mehr von ihnen eine Oberfläche berühren, leichte Berührungen, um deutlichere Signale auf einer Oberfläche zu ermöglichen, und die Verlangsamung der Schnurrhaarbewegungen, damit sie länger mit der Oberfläche in Kontakt kommen.

Doch niemand wusste, ob Tiere ihre Schnurrbartbewegungen gezielt an unterschiedliche Aufgaben anpassen können.

Solche „aufgabenspezifischen“ Bewegungen wären eine aufregende Entdeckung, da sie ein genaues Maß an Kontrolle über ihre Sensoren und Wahrnehmung anzeigen würden.

Auswahl einer Kandidatenart

Der erste Schritt zur Beantwortung dieser wichtigen Frage bestand darin, eine wahrscheinliche Kandidatenart für unsere Untersuchung auszuwählen.

Flossenfüßer, darunter Robben, Seelöwen und Walrosse, haben besonders ausgeprägte Schnurrhaare dick und lang, wodurch sie leichter zu messen sind als die von kleineren Säugetieren wie Mäusen.

Außerdem verfügen sie über einige der empfindlichsten Schnurrhaare aller Säugetiere – sie können Texturen und Formen mit der gleichen Empfindlichkeit erkennen wie menschliche Fingerspitzen. auch in kaltem Wasser wenn unsere Finger taub würden.

Sie sind auch beweglich. Wir haben zuvor herausgefunden, dass kalifornische Seelöwen das machen größte und am besten kontrollierte Bewegungen mit ihren Schnurrhaaren im Vergleich zu Seehunden und pazifischen Walrossen.

Diese Faktoren sowie ihre Fähigkeit, Objektunterscheidungsaufgaben auszuführen – wobei sie anhand dieser Faktoren zwischen Objekten unterscheiden konnten Größe und Form – machte kalifornische Seelöwen zum idealen Subjekt für unsere Untersuchung aufgabenspezifischer Schnurrbartbewegungen.

Unsere Arbeit mit Lo

Für unser Studie Für alle Experimente verwendeten wir einen Seelöwen, Lo. In Meeressäugetierstudien ist es üblich, nur ein Individuum zu haben, aber es setzt die Forscher unter Druck, qualitativ hochwertige und hochquantitative Daten von diesem einen Individuum zu sammeln.

Lo wurde darauf trainiert, eine Texturerkennungsaufgabe nur mit ihren Schnurrhaaren zu lösen.

Sie musste unter anderen Ablenkungsfischen ein fischförmiges Objekt mittlerer Textur finden. Sie absolvierte außerdem eine Größenunterscheidungsaufgabe, bei der es darum ging, einen mittelgroßen Fisch unter anderen Ablenkern zu finden, und eine visuelle Aufgabe, bei der es darum ging, einen grauen Fisch unter anderen farbigen Ablenkern zu finden (Seelöwen verwenden bei visuellen Aufgaben sehr kleine Schnurrbartbewegungen).

Lo wurde tausende Male dabei gefilmt, wie sie die Aufgaben erledigte, und ihre Schnurrbart- und Kopfpositionen wurden im Videomaterial verfolgt.

Beim Betrachten der Daten und des Videomaterials wurde deutlich, dass Lo mit ihren Schnurrhaaren aufgabenspezifische Bewegungen ausführte. Sie machte schwungvolle Bewegungen über strukturierte Oberflächen und tastete die Ränder der unterschiedlich großen Formen ab. Diese spezifischen Bewegungsstrategien nutzt auch der Mensch mit seinen Fingerspitzen.

Die Fähigkeit, die Strategien zur Erkundung der Schnurrhaare zwischen taktilen Aufgaben zu wechseln, ermöglichte es Lo, die Aufgaben effizient zu erledigen. Lo fand in fast allen Versuchen den richtigen Fisch und traf Entscheidungen schnell, in weniger als einer halben Sekunde. Videoaufnahmen der anderen Seelöwen zeigten ebenfalls, dass sie die gleichen Strategien anwandten, wir gehen also davon aus, dass dies bei kalifornischen Seelöwen im Allgemeinen üblich sein könnte.

Und jetzt andere Tiere

Die Betrachtung der gleichen Bewegungsstrategien, die von den Bewegungen der Schnurrhaare von Seelöwen bis zu den Bewegungen der menschlichen Fingerspitzen reichen, zeigt, wie wichtig diese Strategien für die Verbesserung von Berührungssignalen bei verschiedenen Aufgaben sind.

Es ist wahrscheinlich, dass auch andere Flossenfüßerarten aufgabenspezifische Schnurrbartbewegungen ausführen können, da sie ebenfalls über empfindliche, bewegliche Schnurrhaare verfügen. Wir sind untersuchen dies jetzt, zusammen mit anderen Arten von Fleischfressern, wie zum Beispiel Ottern.

Dies ist das erste Mal, dass die aufgabenspezifische Whisker-Berührungserkennung dokumentiert wurde. Es zeigt, dass die Untersuchung von Schnurrhaaren uns wichtige Einblicke in die Bewegungssteuerung von Tieren sowie deren Wahrnehmung und Kognition geben kann.

Robyn Grant , Dozent für vergleichende Physiologie und Verhalten, Manchester Metropolitan University .

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