ゾウの鼻の驚くべき触覚は筋肉や神経だけではない：研究科学ニュース

ケラチン複合材料により、動物はひづめで歩き、翼で飛び、皮膚でつかむことができます。哺乳類のひげは、動物の感覚体積を拡張する触覚皮膚構造に付着した細長いケラチン棒です。マックス・プランク知能システム研究所の科学者らは、新しい研究で、アジアゾウの形状、多孔性、硬さを特徴づけることを目指した（極大エレファス） 口ひげ。 シュルツ その他。アジアゾウを覆うひげが調べられました（極大エレファス）幹を調査し、ひげの基部で感知される振動触覚信号の振幅と周波数で接触位置をエンコードすることにより、触覚を容易にするように幾何学的かつ機械的に調整されていることを発見しました。画像クレジット: シュルツ その他.、doi:10.1126/science.adx8981。 哺乳類では、ひげ（硬い毛に似た細長いケラチン棒）は、特に洗練された感覚装置です。 ひげが作られるケラチンは接触そのものを感知することができませんが、ひげは毛の中に埋め込まれており、小さな機械的振動を神経信号に変換する感覚ニューロンが密集しています。 これまでの研究のほとんどは、ひげの形状と動きに焦点を当てており、多くの場合、ひげはその長さ全体にわたって機械的に均一であると想定されていました。 しかし、ひげの硬さや内部構造が根元から先端まで異なる可能性があることを示す証拠が増えており、物理的特性も感覚に重要な役割を果たしていることが示唆されています。 他の哺乳類とは異なり、ゾウは非常に器用な鼻の厚い皮膚に何千もの不動のひげを広げています。 これらのひげは独立して動くことはできませんが、常に物体と接触しており、動物が繊細な操作から食物の扱いに至るまで、非常に正確な作業を実行するのに役立ちます。 ゾウにはひげを積極的に制御する能力がないため、アンドリュー・シュルツ博士らは、ゾウはひげの形状や物理的構造の機能的な違いによって補う必要があると仮説を立てた。 研究者らは、マイクロCTRイメージング、電子顕微鏡検査、機械的試験、および機能モデリングを使用して、アジアゾウの若いゾウと大人のゾウのひげの形状、多孔性、硬さを特徴付けました。 この研究結果は、ゾウのひげの物理的特性が根元から先端に向かって徐々に変化し、厚く多孔質で硬い根から薄く緻密で柔らかい先端へと移行することを示しています。 シュルツ博士は、「ウィスカーワンドのさまざまな部分で手すりを撫でると、感触が異なることに気づきました。先端は柔らかく優しく、根元は鋭くて強いです。」と述べました。 「接触がどこで起こっているかを知るために見る必要はありませんでした。ただ感じることができました。」 これらの機能勾配は、機械的振動が感覚ニューロンにどのように伝達されるかを直接形成し、触覚信号の強度と明瞭さに影響を与えます。 特に、硬い基部から柔らかい先端への移行は信号強度の変化を増加させ、これはゾウがひげとの接触が発生する場所をより適切に判断するのに役立つ可能性があり、これはナビゲーションと正確な操作に有利です。 このようにして、ゾウのひげは、積極的な動きを必要とせずに感覚を最適化するためにその物理的設計を利用することにより、ある種の固有の、または「物理的」知性を実現します。 この発見は著者らを興奮させ、これらの洞察を自然からロボット工学やインテリジェントシステムに至るまで幅広い用途に適用しようと取り組んでいます。 「人造象の剛性を備えた生体からインスピレーションを得たセンサーは、完全にインテリジェントな材料設計を通じて、低い計算コストで正確な情報を提供できます」とシュルツ博士は述べました。 チームの研究は、2026 年 2 月 12 日にジャーナルに掲載されました。 科学。 _____ アンドリュー・K・シュルツ その他。 2026. 機能的な勾配がゾウのひげの触覚を促進します。 科学 391 (6786): 712–718;土井: 10.1126/science.adx8981