https://frosthead.com

Comment la taupe à nez étoilé «voit» avec son museau ultra-sensible

C’est un animal terrestre réel que vous voyez sur la photo ci-dessus - et non, comme vous l’auriez supposé, une créature de Star Wars . La taupe à nez étoilé, qui réside dans les tourbières et les zones humides de l'est des États-Unis et du Canada, a à peu près la taille d'un rat à l'âge adulte. Il est fonctionnellement aveugle et mange des insectes, des vers et des petits poissons.

Mais l'aspect le plus remarquable de l'animal est son apparence tout à fait étrange, dominée par son museau ultra-sensible à 22 tentacules, appelé étoile (ce ne sont ni ses yeux ni son visage au centre de la zone charnue rose, mais plutôt ses narines). ). Ce museau, utilisé pour chasser et attraper une proie, présente plus de 100 000 terminaisons nerveuses dans une zone d'à peine plus de 1 cm de diamètre, ce qui en fait l'un des organes tactiles les plus sensibles de tout le règne animal.

Une taupe au nez étoilé cherche une proie avec son étoile. Une taupe au nez étoilé cherche une proie avec son étoile. (Photo de Kristin Gerhold et Diana Bautista)

Dans un article publié aujourd'hui dans la revue PLOS ONE, une équipe de biologistes et de neuroscientifiques de l'Université de Berkeley et de l'Université Vanderbilt ont examiné l'activité de l'étoile de la taupe au niveau moléculaire afin de déterminer en quoi elle transmettait des informations au cerveau de l'animal. L’une des découvertes les plus intéressantes de l’équipe est que l’étoile est relativement pauvre en neurones sensibles à la douleur, mais extrêmement riche en neurones spécifiquement adaptés au toucher.

Chacun des 22 tentacules de l'étoile (appelés «rayons») est recouvert de petites structures en forme de dôme connues sous le nom d'organes d'Eimer - le museau moyen en compte environ 30 000 au total. En revanche, une main humaine entière contient environ 17 000 fibres tactiles (qui sont analogues aux organes d’Eimer), mais l’étoile de la taupe est plus petite qu’un doigt humain.

L'un des auteurs de l'étude, le neuroscientifique de Vanderbilt, Kenneth Catania, a étudié l'étrange animal pendant plus de deux décennies et a déjà suggéré que, pour la taupe, les informations sensorielles qu'elle reçoit de son étoile ressemblent davantage à l'information visuelle que nous recevons de nos yeux. . Autrement dit, tout comme notre monde est en grande partie défini par des stimuli visuels, la taupe à nez étoilé est définie plus directement par le toucher.

À titre de preuve, il souligne le fait que les cerveaux des taupes sont organisés spatialement en signaux tactiles provenant de leurs étoiles de la même manière que nos cerveaux sont organisés en informations visuelles générées par leurs yeux. Leur néocortex - les couches extérieures de chacun des hémisphères du cerveau - présente une carte des nerfs qui correspond spatialement aux données provenant de chacun des rayons de l'étoile. C'est-à-dire que la région du cerveau qui correspond à un rayon particulier est adjacente à la région correspondant au rayon suivant. Notre cortex visuel est organisé de la même manière.

L'utilisation de leurs étoiles par les taupes ressemble également à la façon dont nous (et de nombreux autres mammifères) utilisons nos yeux pour comprendre notre environnement. Lorsque Catania et d'autres chercheurs ont filmé le comportement des taupes, ils ont découvert qu'au contact d'un objet d'intérêt, les taupes ont immédiatement commencé à la sonder rapidement avec leurs plus petits rayons (les deux suspendus au centre, en bas de l'étoile).

Ceci est similaire à la façon dont les primates utilisent la vision, en s'appuyant sur des mouvements oculaires courts et rapides afin que la fovea centralis - la partie centrale de l'œil la plus haute résolution - puisse discerner les détails visuels. Ce qui est le plus fascinant, c’est que les plus petits rayons des taupes et notre fovea centralis sont surreprésentés en termes de superficie dans le néocortex. Ainsi, au lieu de voir le monde avec les yeux, la taupe au nez étoilé, fonctionnellement aveugle, "apparemment" voit son environnement souterrain avec son museau.

Comment la taupe à nez étoilé «voit» avec son museau ultra-sensible