Как летучие мыши «слышат» объекты

Помещая реальные и виртуальные объекты на пути полета летучих мышей, ученые из университетов Бристоля и Мюнхена выявили новые детали работы их эхолокаторов. Они обнаружили, что размеры больших объектов мыши определяют не по интенсивности отраженного сигнала, а по «звуковой апертуре», углам, под которыми эхо приходит в их уши.

Как известно, летучие мыши излучают ультразвук для ориентации в пространстве. Информация о находящихся впереди объектах поступает в виде отраженного сигнала. Например, эхо от больших объектов сильнее, чем от малых. Однако анализ отраженных собственных сигналов в какофонии эхо от сородичей представляется довольно трудной задачей для слуховой системы мыши.

Исследователи из Бристоля и Мюнхена захотели узнать, способны ли мыши использовать эхолокацию, находясь в «толпе» других мышей. Команда засняла на пленку пути полета сотен летучих мышей 13 разных разновидностей, когда они влетали из пещеры, и затем поместили небольшие объекты на их пути.

«Видео ясно показало искривления путей полета после размещения объектов. Это значит, что мыши были способны использовать эхолокацию в этих трудных условиях, чтобы определить объект размером 5х8 см и найти безопасный путь», - сказал д-р Холгер Герлитц (Holger Goerlitz) из Бристольской школы биологии.

Но как мыши определяют размеры объектов по эхосигналам? Чтобы определить, используют ли они интенсивность в качестве информации о размерах, команда применила в качестве источника эха виртуальные объекты, симулируя их размер с помощью источника ультразвука. Этот метод записывает излучение пролетающих мышей и в реальном времени симулирует эхо объектов, которые реально отсутствуют. Используя этот метод впервые для диких мышей, исследователи могли манипулировать одним параметром – интенсивностью – и изучать эффект восприятия размера объектов.

Хотя размер виртуальных объектов, то есть интенсивность эха, был в десять раз больше, чем небольших реальных объектов, используемых ранее, мыши не изменяли пути полета.

По мнению д-ра Герлитца, результаты показали, что у виртуальных объектов отсутствует критический параметр, дающий информацию о их размерах. Ученые полагают, что летучие мыши используют другой эхопараметр, кроме интенсивности: звуковую апертуру, которая дает углы распределения отраженного звука. Это было подтверждено в следующем лабораторном опыте с использованием массива громкоговорителей.

Воспринимая интенсивность и звуковую апертуру эха от объектов, слуховая система летучих мышей может оценивать их особенности и вырабатывать решение.

          

Наложение 20 видео, показывающих пути полета мышей мимо громкоговорителя, использованного в качестве виртуального объекта