Мы создадим новые органы чувств
Наши органы чувств воспринимают лишь ничтожную часть окружающей информации — мы не ощущаем и трети запахов, доступных собаке, не говоря уже о радиоволнах и других видах излучений, для которых у нас просто нет биологических рецепторов. Но мы не обязаны оставаться в этих рамках!
Дэвид Иглмен — нейробиолог, популяризатор науки
Мы научились связывать технологии и биологию: сотни тысяч людей живут с искусственным слухом и зрением. Микрофон или камера оцифровывают сигнал и направляют его по электродам во внутреннее ухо к оптическому нерву. И мозг прекрасно понимает, как обращаться с этими сигналами. Или возьмём BrainPort — это маленькая электросетка, которая устанавливается на язык, и туда передаётся информация с камеры, превращающей видеоряд в электротактильные сигналы. В результате слепые люди начинают «видеть» языком — и так хорошо, что могут забросить мяч в корзину или пройти сложную полосу препятствий.
Вот он, ключевой момент: откуда бы информация ни приходила, мозг просто разбирается, что с ней делать. Наши органы чувств — всего лишь периферийные устройства, вы подключаете их, и всё работает. Это позволяет матери-природе создавать самые разные входные каналы. У змей есть рецепторы, улавливающие инфракрасное излучение, у чёрной ножетелки — электрорецепторы. У многих птиц есть магнитные рецепторы для ориентации по магнитному полю планеты.
Наша лаборатория разработала для глухих людей жилет, покрытый вибромоторами — такими же, как у вас в телефоне. Когда я говорю, звук преобразуется в последовательность вибраций на жилете — так глухие учатся воспринимать речь.
Эти эксперименты дали отличные результаты, но теперь мы всё больше думаем о том, как добавить людям новые виды чувств. Например, можно ли направить поток данных из интернета непосредственно в мозг и научатся ли люди воспринимать этот поток напрямую?
А теперь представьте космонавта, способного почувствовать общее состояние МКС, или, например, вас самих, ощущающих такие показатели здоровья, как уровень сахара в крови, состояние микрофлоры
Мы работаем с пилотами квадрокоптеров. Жилет передаёт девять параметров, таких как крен, положение и направление, позволяя пилоту ощущать аппарат. И это только начало. Мы планируем воссоздать современную кабину самолёта, полную приборов, и сделать так, чтобы пилоты чувствовали их показания. А теперь представьте космонавта, способного почувствовать общее состояние МКС, или, например, вас самих, ощущающих такие показатели здоровья, как уровень сахара в крови, состояние микрофлоры.
Чем дальше в будущее, тем больше выбор периферийных устройств. Не ждите подарков от матери-природы — как любой хороший родитель, она дала нам все инструменты, чтобы мы выбрали свой путь.
Вопрос теперь стоит так: как вы хотите ощущать Вселенную?
(Из выступления на конференции TED)
Текст выступления: Переводчик: Olga Babeeva Редактор: Alexander Bukhonov Мы состоим из крошечных частиц и сами являемся частью огромного космоса, и мы плохо понимаем, что происходит на таких масштабах, потому что наш мозг не эволюционировал для понимания мира на таких масштабах. Напротив, мы будто в ловушке — нашему восприятию доступна лишь узкая полоска в сáмой середине. Странно то, что даже в этом срезе реальности, нашем «доме», мы не видим большинства происходящего. Взять, например, цвета нашего мира.
Это световые волны, электромагнитное излучение — оно отражается от предметов и попадает на специализированные рецепторы в наших глазах. Но мы видим не все существующие волны. На самом деле, мы видим меньше одной десятитриллионной того, что нас окружает. Радиоволны и микроволны, рентгеновское и гамма-излучение проходят через ваше тело прямо сейчас, и вы этого совершенно не замечаете, потому что у вас нет биологических рецепторов, чтобы это почувствовать. Тысячи разговоров по сотовым телефонам проходят сквозь вас прямо сейчас абсолютно незамеченными. Такие вещи не являются невидимыми по сути. В реальности, доступной змеям, существует инфракрасное излучение, а пчёлы видят мир и в ультрафиолете тоже, и, конечно, у нас в автомобилях есть приборы, которые ловят сигналы из радиодиапазона, а в больницах есть устройства, улавливающие рентгеновское излучение. Но ни то, ни другое вы не можете почувствовать непосредственно, по крайней мере пока, потому что у людей в стандартной комплектации нет нужных сенсоров.
Чувства насекомых1 | Природа
Чувства насекомых 1
Скачать PDF
Скачать PDF
- Опубликовано:
Природа том 52 , страницы 209–212 (1895 г. )Процитировать эту статью
458 доступов
1 Цитаты
Сведения о показателях
Abstract
Из пяти обычных чувств, признанных у нас и у большинства высших животных, насекомые, вне всякого сомнения, обладают зрением, и не может быть никаких сомнений в том, что они обладают чувствами осязания, вкуса, обоняния и слуха. . Тем не менее, за исключением, быть может, осязания, ни одно из этих чувств, которыми обладают насекомые, нельзя строго сравнивать с нашим, в то время как есть убедительные доказательства того, что насекомые обладают другими чувствами, которых нет у нас, и что они имеют органы чувств с что нам не с кем сравнивать. Тот, кто попытается понять механизм наших собственных чувств — то, каким образом более тонкие ощущения передаются в мозг, — тот поймет, как мало мы о нем знаем после всего написанного. Поэтому неудивительно, что авторы расходятся во мнениях относительно природы многих органов чувств насекомых или что не существует абсолютного знания о том, каким образом на них действуют органы чувств. Решение психических проблем никогда не может быть получено, настолько бесконечно малы первичные атомы материи; и те, кто уделил больше всего внимания этому предмету, должны вторить мнению Лаббока, что основное впечатление, которое оставляют в уме более поздние работы по разуму и чувствам животных, состоит в том, что мы действительно очень мало знаем по этому предмету. Мы можем лишь эмпирически наблюдать, экспериментировать и делать выводы на основе хорошо подтвержденных результатов.
Ссылки
Из выступления на тему «Общественные насекомые», сделанного профессором К. В. Райли, президентом Биологического общества Вашингтона (перепечатано (с небольшим сокращением) из Insect Life , vol. vii . Нет 1.)
Ссылки на скачивание
Права и разрешения
Перепечатка и разрешения
Об этой статье
Скачать PDF
Чувства растений | OpenMind
Зрение, слух, вкус, обоняние и осязание. Наши пять телесных чувств — на самом деле их больше — находятся в органах, специализированных для восприятия раздражителей, информация от которых передается в мозг для принятия решений. Хотя многие животные превосходят нас по остроте чувств, мы точно знаем, что это отличает нас от растений, которые не чувствуют и не страдают; когда человек не реагирует на раздражители, мы говорим, что он «как овощ». Но так ли это на самом деле? Правда в том, что растения отнюдь не безразличны к окружающей их среде: хотя у них нет глаз, ушей, языков, носа или мозга, они, тем не менее, видят, слышат, пробуют на вкус, обоняют и многое другое и, подобно нам, принимают соответствующие решения. Изучение сенсорного репертуара растений является растущей научной областью, хотя его истоки уходят в далекое прошлое.
Как это часто бывает в биологии, чтобы найти корни восприятия растений, мы должны вернуться к Чарльзу Дарвину. В конце жизни натуралист опубликовал в 1880 году одну из своих последних книг, Сила движения растений , в сотрудничестве со своим сыном Фрэнсисом, ботаником. Развивая более раннюю работу о вьющихся растениях, они экспериментировали с тропизмом — притяжением растений к раздражителям — и нутацией — дифференцированным ростом их различных частей, который перемещает их к раздражителям.
Чарльз Дарвин и его сын подчеркнули в The Power of Movement в Plants сходство с животными в чувствительности растений к свету, прикосновению и гравитации. Кредит: Викисклад.Отец и сын подчеркнули, что чувствительность растений к свету, прикосновению и гравитации аналогична чувствительности животных. Как и мы, растения дремлют: никтинастия — это их сон, во время которого они принимают положение, отличное от дневного. В письме своему другу, ботанику Джозефу Хукеру, Дарвин сетовал на то, что во время своих экспериментов они «убили или сильно повредили множество растений». Дарвины зашли так далеко, что предположили, что корешок, зародышевый корень, появляющийся из семени, действовал «как мозг одного из низших животных», «получая впечатления от органов чувств и направляя различные движения».
ПОЧТИ ЖИВОТНЫЙ ИНСТИНКТВыводы этой работы, призванные поддержать теорию естественного отбора, были слишком продвинуты для своего времени; как отметил Фрэнсис в своей обширной публикации о жизни и переписке своего отца, книга была проигнорирована ортодоксальной физиологией того времени и отвергнута некоторыми учеными. И все же, несмотря на то, что тропизмы растений были известны с древних времен, другие авторы, менее выдающиеся, чем Дарвин, уже писали на эту тему. В 1867 году итальянский ботаник Федерико Дельпино защищал использование тех же терминов, что и животные, применительно к аналогичным способностям растений, включая сомнительный «инстинкт», поскольку он подразумевал чувствительность и реакцию под этой кажущейся неподвижностью.
Чувствительность и отзывчивость растений неоспоримы, что подтверждается многочисленными исследованиями, проводившимися со времен тех пионеров до наших дней. Биолог растений Симха Лев-Ядун из Университета Хайфы (Израиль) перечисляет для OpenMind органы чувств, которые мы склонны считать исключительными для животных, но которые также существуют у растений: они видят, слышат, обоняют и ощущают вкус, а также конечно реагировать на прикосновение.
Зрение растений находится в зачаточном состоянии; у них нет глаз, и они не могут фокусировать изображения, но они обнаруживают свет благодаря пигментам в своих клетках, которые реагируют на определенные длины волн или цвета. Пигменты, называемые фитохромами, чувствительны к инфракрасному излучению, помимо видимого нам света. Это излучение испускается в результате фотосинтеза, поэтому растения могут видеть свет, излучаемый другими. «Благодаря этому они чувствуют своих соседей и принимают решения о росте, архитектуре, защите, размножении», — говорит Лев-Ядун.
Таким образом, влияние света имеет важное значение для жизни растений: побеги растут навстречу ему, корни удаляются от него, а его интенсивность, направление — как у подсолнухов — и продолжительность определяют поведение растений, от раскрытия цветков в дневное время до прорастания, цветения и листопад осенью. Эта способность не только обнаруживать световые и темные циклы, но и вычислять их изменение в течение дня и в течение года, чтобы принимать решения об их росте, зависит от класса растительных гормонов, называемых ауксинами, открытых в 19 веке.20-х гг., существование которых уже догадывался Дарвин.
РЕАКЦИЯ НА ЗВУК И ВИБРАЦИЯХотя реакция растений на свет хорошо известна, их чувствительность к звуку еще более удивительна. Такие растения, как травянистое Arabidopsis thaliana , растение, используемое в экспериментах, которое является ботаническим эквивалентом лабораторной мыши, производят защитные химические вещества при нападении травоядного насекомого. Эксперименты показали, что, просто записывая звук жевания и передавая его растению посредством вибраций, растение реагирует выделением тех же соединений. Это не единственный звук, который они могут распознать; мы знаем, что корни растений движутся к дырявым трубам, потому что они следуют за влагой. Но даже если труба не протекает, они также могут найти ее по звуку, издаваемому движущейся внутри водой: они используют эту вибрацию в качестве первого приближения, пока корень не коснется воды.
Травянистое Arabidopsis thaliana , растение, используемое в экспериментах, как мыши, вырабатывает защитные химические вещества при нападении травоядного насекомого. Кредит: Викисклад.В этих случаях вибрации или шумы распространяются через почву, но другие исследования показывают, что растения также реагируют на звуки, распространяемые по воздуху, точно так же, как слух животных. Например, всего за три минуты цветы увеличивают сладость своего нектара, когда слышат жужжание летящей пчелы, насекомого, которое их опыляет. Сегодня ведутся исследования того, могут ли слабые звуки, издаваемые растениями, например те, которые производятся пузырьками воды в их сосудистой ткани, быть услышанными другими и образовывать систему акустической коммуникации.
Реакция на влагу, физико-химический раздражитель, также является реакцией, аналогичной нашим чувствам осязания или обоняния/вкуса. Что касается первых, то вьющиеся растения меняют свой рост в зависимости от того, есть ли у них опора, на которую они могут взобраться. Они также реагируют на прикосновение, как плотоядная Венерина мухоловка, или на травмы. «При ранении растения могут различать механику, насекомых или млекопитающих в зависимости от вовлеченных факторов, таких как слюна млекопитающих, хитин насекомых», — говорит Лев-Ядун. «Соответственно, они усиливают свою специфическую защиту». И, как и мы, они также чувствительны к ветру и температуре. Эксперименты показывают, что стимулы могут даже создавать нечто похожее на воспоминание.
Растения реагируют на прикосновение, как плотоядная Венерина мухоловка, или на травму. Кредит: Викисклад. СИСТЕМА ДО 15 ЧУВСТВ В ДОПОЛНЕНИЕ К КЛАССИЧЕСКИМЧто касается химических раздражителей, которые мы обнаруживаем в растворимой форме по вкусу или в воздухе по запаху, то растения также «нюхают различные молекулы», говорит исследователь ; «например, когда их соседи ранены и выделяют метилжасмонат», летучее соединение, которое служит одним из химических сигналов связи в растительном мире. «Когда они его чуют, они повышают свою химическую защиту и даже структурную защиту», — добавляет Лев-Ядун. Паразитическое растение Cuscuta pentagona чует запах летучих соединений, выделяемых растением томата в воздухе, чтобы найти его и зацепиться за него.
Паразитическое растение Cuscuta pentagona чует запах летучих соединений, выделяемых томатом в воздухе, чтобы найти его и прицепиться к нему. Кредит: Викисклад.Растения также чувствительны к гравитации и могут воспринимать кислород, CO 2 , электромагнитные поля… Стефано Манкузо, один из ведущих исследователей в этой области, насчитывает до 15 чувств в дополнение к известным нам пяти классическим. И принимая во внимание, что со всей этой сенсорной системой они делают такие вещи, как распознавание своих родственников, сотрудничество друг с другом, защиту от своих врагов и, короче говоря, принимают решения, нет ничего необычного в том, что все более широкое научное поле говорит о интеллект растений, или нейробиология растений. И хотя последнее является зооцентрическим термином, который многих не убеждает, правда в том, что даже без мозга они все же напоминают нас: у них есть система электрической связи между их клетками, как у наших нейронов, и они используют химические нейротрансмиттеры, такие как глутамат. и другие, которые также используют наши нервные клетки.
Конечно, все это иногда приводило к сомнительным крайностям. В 1811 году ботаник Джеймс Перчард Таппер предвосхитил как Дарвина, написав об ощущениях у растений, так и Дельпино, говоря об инстинктах, но зашел так далеко, что предложил своего рода сознание растений, идею, которую другие, такие как психолог Густав Фехнер распространялся на эмоции и даже на «душу». В 1960-х годах следователь ЦРУ Клив Бакстер применил к растениям методы полиграфа или детектора лжи, утверждая, что они демонстрируют человеческие реакции и даже могут читать мысли.
В 1973 году в книге Питера Томпкинса и Кристофера Берда «Тайная жизнь растений » эксперименты Бакстера, которые не могли быть воспроизведены учеными, были представлены в загадочном свете, который породил целую паранормальную и парапсихологическую школу мысли о телепатии, эмоциях и сознании. в растениях, охваченных анимизмом и Новой Эрой. Тот факт, что некоторые ученые-исследователи в этой области добавляют в свой дискурс духовные, мистические и шаманские элементы, настолько неудобен для других, что они отказываются это комментировать, а некоторые пытаются провести черту между наукой и всем остальным.