Слонорылы, или мормиры, живут в мутных водах Африки и ориентируются в пространстве с помощью слабых электрических полей. В хвосте у этих рыб есть специальные клетки-электроциты, которые генерируют электрический заряд. Обычно животное подает десятки и сотни таких сигналов в секунду.
Так рыбы передают друг другу информацию о своем виде, поле, даже социальном статусе и настроении. Однако длительность разряда непостоянна: у некоторых видов в брачный сезон тестостерон удлиняет разряд у самцов, а у других видов разряд становится длиннее с возрастом. Причем эти разряды считывают одни и те же рецепторы в коже, которые могут реагировать как на себя, так и на других.
В исследовании, опубликованном в журнале Current Biology, биологи записывали суммарные электрические потенциалы в шести ядрах мозга слонорылов. Они сравнили три группы. В первой были рыбы с инъекцией тестостерона и с плацебо-контролем. Во вторую группу поместили два других вида — с коротким и длинным разрядами. В третьей были обычные особи одного вида и одна рыба с экстремально длинным разрядом (26 миллисекунд), которая, вероятно, приобрела его с возрастом.
Во всех трех случаях активизировалось одно и то же место — «командное» ядро в среднем мозге. Так, чтобы избежать считывания собственных разрядов, это ядро одновременно посылает сигнал к электрическому органу и повторяет его для сенсорных центров. Таким образом подавляется активность сенсорных центров ровно на то же время, что длится заряд, и рыба не воспринимает собственный сигнал. Ни в каком другом ядре сдвигов активности не наблюдалось.
Задержка начала активности этого ядра совпадала с временем прихода ответа от рецепторов. Так, у рыб с длинным разрядом задержка составляла в среднем 3,4 миллисекунды против 1,2 миллисекунды у вида с коротким зарядом. У рыбы с самым длинным зарядом задержка длилась 4,17 миллисекунды — более чем в два раза больше, чем у обычных сородичей. И это было единственным случаем, разница в котором оказалась статистически значимой.
Исследователи заметили: чем длиннее был разряд, тем позже включалось «командное» ядро. И сам сигнал в нем становился не только сдвинутым во времени, но и более растянутым. Вероятно, удлинение сигнала помогало перекрыть более долгий ответ от рецепторов.
Нервная система слонорылов использует один центр для регуляции электричества. Похожий принцип может работать в других случаях, где важна временнáя точность, — например, в эхолокации у летучих мышей.