Как летучие мыши «слышат» объекты на своём пути
Исследователи из Бристольского и Мюнхенского университетов, размещая реальные и виртуальные объекты на траекториях полёта летучих мышей, выяснили новые детали работы эхолокации.
Ключевой вывод: для определения размера объекта летучие мыши используют не интенсивность эха, а сонарную апертуру — разброс углов, под которыми эхо достигает их ушей.
Ход исследований
Полевой эксперимент: Учёные снимали на видео полёты сотен особей 13 видов летучих мышей при вылете из пещеры. После введения на их путь небольшого нового объекта (5×8 см) траектории полёта изменились, демонстрируя уклонение. Это доказало, что мыши способны использовать эхолокацию даже в знакомой и «зашумлённой» среде.
Эксперимент с виртуальными объектами: Исследователи впервые применили на диких летучих мышах метод генерации эха от виртуальных объектов с помощью громкоговорителя. Записывая крики пролетающих мышей, система в реальном времени имитировала эхо от физически отсутствующего объекта, позволяя манипулировать отдельными параметрами, например, интенсивностью.
- Результат: Несмотря на то, что виртуальный объект (и интенсивность его эха) был более чем в 10 раз больше реального, летучие мыши не демонстрировали реакции уклонения. Это указало на отсутствие у виртуального объекта ключевого параметра — широкой сонарной апертуры, которая напрямую коррелирует с размером реальных объектов.
Подтверждение в лаборатории: Второе исследование, проведённое коллегами из Мюнхена, подтвердило эту гипотезу. Обучив мышей в лаборатории выбирать больший из двух объектов с помощью массива громкоговорителей, учёные показали, что животные способны делать выбор, используя только сонарную апертуру, независимо от интенсивности эха. Эта поведенческая особенность отражалась в активности нервных клеток, специфически реагирующих на эхо с заданной апертурой.
Значение открытия
Работа раскрывает новый механизм восприятия размера объекта у летучих мышей, основанный на малых различиях в эхе между двумя ушами, возникающих из-за прихода сигналов с разных направлений. Таким образом, слуховая система эволюционировала для извлечения информации об объектах (через интенсивность и сонарную апертуру эха), сопоставимой с той, которую зрительная система получает из двумерного изображения на сетчатке.