Ženke miševa pjevaju da bi privukle mužjake
Znanstvenici već dugo vremena znaju da mužjaci miševa ispuštaju zvukove kojima privlače ženke kada je vrijeme parenja. Ono što nisu znali, dok istraživač sa Sveučilišta u Delawareu nije razvio sofisticirani niz mikrofona i komoru za analizu zvuka, je to da ženke odgovaraju na te zvukove „pjevajući“ natrag.
“Ne može se reći da li miševi pjevaju ili viču. Nema očitog fizičkog znaka. I njihovi glasovi tijekom tih interakcija registriraju se u rasponu daleko izvan dosega ljudskih ušiju”, kaže Neunuebel. “Najveći raspon koje ljudsko uho može detektirati je oko 20 kiloherca. Visoki glas miša registriran je na oko 35-125 kiloherca”. Potrebni su posebni mikrofoni kojima se taj zvuk čuje i Neunuebel i njegovi suradnici su radili na prikupljanju, analiziranju i interpretiranju svih vrsta zvukova miševa i srodnih podataka.
Neunuebel je razvio zvučni sustav i jednadžbe za analizu koje su omogućile znanstvenicima da shvate, s do 97 posto točnosti, koji zvuk dolazi od kojeg miša. Tada su otkrili da ženke ne samo da slušaju glasove mužjaka, već im pjevaju natrag. S novim kapacitetom analize zvuka, i osobito sposobnosti da se naglasi koji vokal dolazi od kojeg miša, sada je dostupna platforma za mnogo šire istraživanje. Rad može dovesti do napretka u razumijevanju primjerice autizma, i deficita koji može postojati u neuronskim krugovima mozga koji su temelj društvene komunikacije, rekao Neunuebel.
Proučavanje ponašanja miševa i njihove komunikacije može dati vrlo dobar uvid u mehanizam i sistem funkcioniranja mozga, pa čak i dati istraživačima uvid u to kako ljudski mozak radi. "Mi samo grebemo površinu", kaže. Neunuebel je surađivao s trojicom bivših kolega na Janelia istraživačkom kampusu na Medicinskom institutu Howard Hughes - Adamom Taylorom, Benom Arthurom i S.E. Roian Egnorom. Već je neko vrijeme poznato da se mužjaci miševa glasaju u svojim nastojanjima da nađu partnericu.
Neunuebel je sada pokazao da njihova pjesma može biti upućena određenim jedinkama i kao dio tog rada naknadno pokazao da su i ženke uključene u ovu vokalnu komunikaciju. Podaci su prikupljeni od četiri miša - dva mužjaka i dvije ženke. Promatrana je interakcija i razmjena zvukova tijekom procesa privlačenja između njih. Podaci su pokazali da su ženke koje su vokalno odgovorile na "pjesmu" mužjaka usporile, olakšavajući mužjacima da im se približe. Ženke koje nisu reagirale zadržale su svoj tempo.
Znanstvenici misle da bi ove pjesme mogle prenositi važne socijalne informacije. Da bi dobili te podatke Neunuebel i njegovi suradnici razvili su fascinantan sustav. Montirali su akustički preciznu komoru, okruženu pjenom, koja je imala mrežaste zidove od najlona da bi se smanjila "refleksija"- fenomen odskakanja zvuka uokolo zatvorenog prostora i izvan zidova. Instalirali su niz od četiri mikrofona, osvijetlili komoru s infracrvenim svjetlom i svakog miša povezali na sustav za praćenje. Razvili su izračun da bi podijelili zvuk na manje komade, a zatim procijenili položaj izvora zvuka za sve te komade, ispravljajući kašnjenja uzrokovana brzinom zvuka u zraku pri sobnoj temperaturi i pri standardnom atmosferskom tlaku.
Razvili su teorijsku mrežu preko poda komore, s razmacima od četvrtine milimetra. Iz svake točke na mreži, izračunali su predviđeno kašnjenje između svakog mogućeg para mikrofona i koristili to za analiziranje zvukova i procjenu njihovih izvora. Uz sve to, razvili su softver za ultrazvučnu procjenu izvora zvuka miša, sada dostupnu za preuzimanje. Neunuebelov novi laboratorij orijentira se na društvene komunikacije u mišjim modelima autizma.
Ovi miševi provedu 12 sati u komori, koja je opremljena s hranom i vodom, i pola terabajta podataka prikuplja se u svakom razdoblju od 12 sati. Za analizu tolike količine materijala, Neunuebel je u svom radu koristio Farber, računalni klaster visokih performansi koji drastično ubrzava proces analize.
"To je nevjerojatno korisno", kaže. Nešto za što su bili potrebni tjedni sada se može obaviti u manje od jednog dana. Neunuebel stekao doktorat iz neuroznanosti u Centru za zdravlje i znanost Sveučilišta u Teksasu u Houstonu i postdoktorsku stipendiju na Medicinskom institutu Howard Hughes u Istraživačkom kampusu Janelia. Rad je podržan od strane Medicinskog instituta Howard Hughes i objavljen od strane eLIFE znanosti.
Izvor: Udel, Sciencedaily