Александр Супин - Этот обыкновенный загадочный дельфин

Так что метод регистрации электрических сигналов мозга — очень чувствительный способ, от него не скроется никакой, даже самый слабенький ответ мозга на звук. Если уж ответ возник, его можно надежно обнаружить.

Такая регистрация электрических ответов мозга и является тем средством, которое позволяет быстро и точно определить, слышит ли дельфин какой-то звук или нет. Есть ответ — значит звук воспринимается, дельфин слышит его. Нет ответа — значит, звук неслышим. Теперь можно, как и в опытах с обученными дельфинами, менять самые разные параметры звуков и определить, при каких условиях звук слышим, а при каких — нет, то есть выяснить, каковы слуховые способности дельфинов.

Конечно, вся эта техника — электронные усилители электрических сигналов, компьютеры и прочее — немножко сложнее, чем опущенная в воду педаль или шарик, которые нужны только для проведения экспериментов на обученных дельфинах (про аппаратуру для создания необходимых звуковых сигналов я не говорю, потому что она также нужна для всех способов исследования слуха). Но результат стоит всех этих хлопот и за трат. Не нужно специально обучать и тренировать дельфина, не нужно проводить длительных экспериментов, в которых дельфин раз за разом должен выполнять одно и то же движение в ответ на звуковой сигнал. Не нужно, чтобы во время эксперимента дельфин всегда был в хорошем рабочем настроении: электрические ответы мозга возникают совершенно независимо от того, хочет этого животное или нет. Неважно, сыт он или голоден, внимательно слушает звуки или не обращает на них внимания и дремлет себе потихоньку: если дельфин услышал звук, если его мозг среагировал на этот звук, то электрический ответ укажет на это совершенно точно. Правда, как уже было сказано, для получения электрического ответа мозга каждый сигнал необходимо многократно повторять, чтобы компьютер смог выделить этот ответ из посторонних шумов. Но это не беда: сигналы можно подавать достаточно часто — раз десять в секунду или даже чаще, так что даже если требуется тысяча повторений, это займет не больше одной двух-минут, и результат готов. Так что этот метод чрезвычайно продуктивен.

Конечно, и у поведенческого метода исследования есть свои преимущества. Дело в том, что некоторые типы звуковых сигналов лучше вызывают электрические ответы мозга, а некоторые хуже. Поэтому определенные особенности слуха дельфина никак не удается измерить с помощью метода электрических ответов: те сигналы, которые нужны, чтобы «прощупать» эти способности, просто не вызывают заметных ответов. Это не потому, что метод электрических ответов недостаточно чувствителен: выше мы убедились уже, что он может ощущаться необычайно точно. Но если задача, которую должен решить мозг дельфина, анализируя звуковые сигналы, достаточно сложна, она «растягивается» во времени, многочисленные нервные клетки мозга срабатывают не одновременно, а каждая в свою очередь. И именно одно временная работа большого количества нервных клеток может создать заметный электрический ток. Ничего не поделаешь, идеальных методов исследования, которые давали бы ответ на любой вопрос, нет в природе, как не бывает лекарства от всех болезней. По поведению же дельфина, проявив достаточное терпение, всегда можно определить, что звуковой сигнал услышан, проанализирован и опознан. Так что лучше всего, конечно, не отказываться ни от одного из методов, а по возможности гармонично сочетать использование того и другого, тогда уж не прогадаем.

Никто не обнимет необъятного. Козьма Прутков

Теперь вы в общих чертах представляете себе, как можно исследовать свойства дельфиньего слуха. Ну и что же получилось в результате таких исследований, что способен услышать дельфин? Оказалось, очень многое. Но чтобы было понятно, о чем пойдет речь, нужно сначала сказать несколько слов об основных величинах, которыми измеряются свойства звуков.

Мы уже говорили о том, что звук — это упругие колебания, волнообразно распространяющиеся в воде или в воздухе. Колебания эти имеют довольно высокую часто ту: от десятков до многих тысяч колебаний в секунду. Частота колебаний — важнейшая характеристика звука. От нее зависит такое свойство звука, которое мы называем высотой: если частота колебаний низка, то звук воспринимается как низкий, басовый; чем больше частота колебаний, тем выше, тоньше звук. Поэтому для качества слуха очень важно, какой диапазон частот звуковых колебаний доступен для восприятия: чем этот диапазон шире, тем большее допустимое разнообразие высоты звука, тем ярче, многообразнее воспринимаемая звуковая палитра.

Считается, что диапазон звуковых частот, доступный уху человека, — от 20 до 20 тысяч колебаний в секунду. Это некоторое округление, причем округление в сторону оптимистических оценок: даже люди с очень хорошим слухом (обычно молодые) имеют предел воспринимаемых звуковых частот 18—19 тысяч колебаний в секунду, а для людей пожилого возраста -12—15 тысяч — очень неплохой результат. Если же частота колебаний выше 20 тысяч в секунду, то человеческое ухо совсем не воспринимает их, это за пределами наших возможностей.

Много это или мало по сравнению с другими существами? В общем, неплохо. Есть животные (например, лягушки), которые способны воспринимать звуковые колебания с частотой не больше чем несколько сотен в секунду. Но у многих животных, особенно некрупных, доступный диапазон звуковых частот чуть шире: даже кошки и собаки могут воспринимать звуки с частотой колебаний, приближающейся к 30 тысячам в секунду, так что можно подзывать собаку звуками специального свистка, которые неслышны для человеческого уха, — это хорошо известно. Мелкие зверьки тоже могут «разговаривать» между собой на звуковых частотах повыше, чем доступные человеку. Есть в животном мире и существа с выдающимися слуховыми способностями, например летучие мыши, которые способны воспринимать звуки с частотой, приближающейся к 100 тысячам в секунду. Однако крупные животные, сравнимые по величине с чело веком или с дельфином, все же имеют слуховой диапазон поскромнее — примерно такой, как у человека.

Но по способности воспринимать высокочастотные звуки ни одно животное не может сравниться с дельфинами. Многие виды дельфинов способны воспринимать звук с частотой почти 150 тысяч в секунду! Это примерно в 10 раз выше, чем у человека.