人工内耳と魚

 人工内耳と魚

以前（2021年12月）に掲載した『人工内耳と鳥』の魚版。

魚達はどのように音を聞いているのでしょう。

一説には「側線」。

側線とは何？

今ならAIに聞く人が多いのかもしれませんが、水族館のスタッフさんに聞いてみました。

魚にも一応耳はあるのですが、側線というのは魚の体側に点々と線状に並んでいる一種の感覚器のようなもの。

短くまとめると、このような話でした。

その後、水族館のトルネード泳法が見れるところに行ってみました。

たくさんの小さく細い魚達が、同じ方向に一斉に遊泳しています。

大きく一斉に方向転換して回転するのがトルネード泳法で、正確には魚のスクーリングというそうです。

魚の学校ですね、大きな水槽の中でのスクーリングは圧巻です。

遠くからみると、黒い竜巻の様相。

近づいてみると、皆がそろって泳ぐ中で、ポツンとはみだした一匹狼ならぬ一尾魚が、2尾ほどいました。

泳ぐ方向も、泳ぐ速度も皆とは全然違う。

延々続く壮観なトルネードの横で、ちょっと寂しそうに見えます。

はぐれた魚には皆とスクーリングしない理由があるのでしょうか。

魚は目をつぶしても、スクーリングはできるのだとか。

魚の場合、見えないことは皆についていくことに、側線ほどには障害にはならない。

それなのに、側線をつぶすと、スクーリングができなくなるそう。

となると、このはぐれ魚は側線に問題があるのかな？

魚体には、一応側線らしきラインはあるのに、機能していないのかな？

そんなことを考えながら、はぐれた魚を見ていました。

グルグル一斉に回るせわしい小魚たちの群れの横で、はみだしっこの魚は水底近くをゆっくりマイペースで動いています。

その魚の真横（ガラス越しですが）にかがんで、トルネードの方を見上げてみると、並んで一斉に泳いでいる小魚達の、決まりきった狭いルートが見えてきます。

はみだした魚は、こうして下からの視界で広く眺めているのかもしれないと思えてきました。

側線を利用してスクーリングする小魚は、集団でスクーリングして動くことにより、捕食されることから回避したり、反対に餌のありかを追いかけたりする術を付けるそうです。

反対に、こうして集団行動をして生きる魚は、集団の一員を外れた単独行動をとることは難しくなるのかな？

皆で行動することが当たり前になっている魚は、疑うことなく、そのまま皆と一緒の生涯を終えるのでしょうか。

はみだした魚は、エサはどうしているのでしょう？

側線を障害しても、目とか別の器官が優れるようになって、自分で取れるすべを身につけるのかな？

身体を水面に浮かせて獲物に早くありつくとか、尾ひれだけでなく他の部分の運動も発達させて逃げ足早くするとか。。。

側線は、今の哺乳類でいえば蝸牛のような存在。

「魚のある種では30 ～ 200 Hz の刺激周波数で加速度に関する情報収集、別のある種は速度に関する情報を取得、それも30 Hz以下の刺激で最敏感。。。」などと英語版Wikipediaでは解説されています。 

魚の体は柔軟に左右に揺らせるのだから、得たい情報の刺激周波数が弱くても、目標物に興味があれば体をひねって取得周波数を操作できるのかな？

私達、人間の外有毛細胞だって、遠心性信号でも動いているのだから、同じように加速度や振動を操作して自分に有利なように取得をしている？

魚の動き検出システムの「脳は、泳ぐノイズを効果的に抑制し、獲物など環境からの小さな信号を明瞭化するといった、泳ぎの筋肉に与える遠心性の命令を側線にコピーする」ものだそう。

外有毛細胞も一緒じゃない？

電圧周波数変換器みたいなものかな。

「魚が動くと水中に乱れが生じ、それが側線システムによって検知され、他の生物的に関連する信号の検知を妨げてしまうかもしれない」

魚だけ？じゃないよ、人間だって雑音には弱い。

「これを防ぐ為には運動動作時に、自己生成した刺激受信からの興奮を打ち消す抑制となる遠心性信号を有毛細胞に送信することである。これにより、魚は自身の動きによる干渉を受けずに外部刺激を検出できるのである。」

人間でいうカクテルパーティ効果みたいなものかな。

人間も、コミュニケーションをとる時には神経の興奮と抑制を使い分けている、人工内耳開発者達が符号化や雑音抑制で問題にしていたことはそういうことなのでしょう。

最近は健常者でもイヤホンにノイズキャンセリング機能付きを求めたりするようになってきている感じだけれど。

こうして眺めていると、古代にいた側線に頼らない魚達のような、何らかのはみだしっこ達の生き残る術が進化になっていったのかも、と色々考えさせられる魚類観賞になりました。

水中環境状態を保持したまま側線器をコンパクトな内耳へと同化し、視覚や身体の変化を誘うような進化をし、陸にあがる動物になっていった、ということなのかも。。。大雑把な空想で失礼しますが。

祖先共通の耳から学ぶことは多いなぁ。。。サカナクンみたいな人に色々教わりたい。

側線はじっと見ていると、点々と魚の体の横に並び置かれて、何だか人工内耳の電極アレイ。。。っぽい。

人工内耳は、哺乳類の耳より魚の側線器に近い形の、エイド的な特殊例？

それともこれも長い目で見れば、一種の進化の形なのかも。。。

最後に、日本音響学会編集の音響用語から側線に関する引用を掲載します。

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＜側線器＞

魚類の体側で外見上線状にみえることから側線管と呼ばれている管の中に存在する感覚器。

しかし必ずしも魚類に限らず、水生の脊椎動物にも広く存在する。受容細胞は先端部に感覚毛をもつため、有毛細胞と呼ばれるが、これと同形、同機能の細胞が高等動物の聴器や平衡器にも存在するため、これらの器官を聴側線系と総称することがある。

側線器の単位受容器は数十個の有毛細胞とそれを包む支持細胞および感覚毛を包む寒天状のクプラからなるニューロマスト（感丘）であるが、この配列や分化によって、通常形側線器、特殊形側線に分類される。

①通常形側線器

　・管側線器

　・遊離側線器

②特殊形側線器

　・ロレンチニ瓶器（アンプラ形）

　・こぶ状器（結節形）

管側線器は皮下に埋没した側腺管になかにあり、管内のリンパ液の流動あるいは圧の変化を感知している機械的刺激受容器である。

特殊形側線器の受容細胞は感覚毛がなくなり、いずれも電気受容器に分化している。