Истории из жизни животных всегда очень интересные. Однако ученых и инженеров, занимающихся созданием новых технологий передачи звука, в первую очередь интересует вопрос - каким образом можно использовать особенности слуха млекопитающих, птиц, рептилий или насекомых при разработке слуховых аппаратов.
Какое живое существо на нашей планете слышит лучше всех? Возможно, это кит, который воспринимает пение своих сородичей на расстоянии тысяч километров? Или это летучая мышь, которая обрабатывает частоты до 200 000 Гц и может использовать свой слух как эхолот? А, может быть, это рысь: шерстяные кисточки у нее на ушах действуют как антенны и направляют звук в слуховой проход. А кошка, например, слышит мышь уже тогда, когда та находится от нее на расстоянии 50 метров. Еще один зверек с феноменально хорошим слухом – пустынная лисица фенек. По сравнению с размерами тела она имеет самые большие уши среди позвоночных, а потому ночью во время охоты слышит, как жуки и скорпионы ползут по песку.
Однако самым лучших «слухачом», по мнению ученых, является все-таки homo sapiens, то есть человек. Почему? Чтобы ответить на этот вопрос, животных и человека можно сравнить с олимпийскими чемпионами в отдельных дисциплинах. Если животные могут победить в какой-то одной дисциплине, потому что их слух очень сильно сфокусирован на чем-то одном, то человека можно спокойно назвать спортсменом-универсалом. Потому что наша способность слышать исключительно дифференцирована, наш мозг «умеет» распознавать гораздо большее количество звуков. Однако это вовсе не означает, что человеку нечему учиться у животных, птиц или насекомых.
Наблюдая за животными
Один из самых интересных с точки зрения акустики представители животного мира – это совы и летучие мыши. Как известно, именно они имеют самый лучший в мире пространственный слух. Изучая особенности их слуха, ученые пытались найти способы использовать это свойство в интеллектуальных слуховых аппаратах, чтобы слабослышащий человек мог как можно лучше различать целевой и шумовой сигнал.
Например, у совы пространственный слух связан это с такой особенностью: слуховые отверстия у нее на голове расположены асимметрично. Благодаря этому птица может слышать звуки со всех направлений с небольшим сдвигом во времени и тем самым она может моментально и исключительно точно локализовать источники звука. К сожалению, «скопировать» эту особенность пока не удается. Однако, по словам ученых, понимание этого факта открывает новые перспективы в понимании пространственного слуха. Если говорить о технологии, то эта способность сов помогла внедрить принципы беспроводной связи, которые сегодня повсеместно используются в слуховых аппаратах, и в решениях для лучшего направленного слуха.
Мы разные и похожие одновременно
Если же сравнивать слух человека и представителями животного мира, но можно обнаружить много совпадений. Ученые условно разделили весь животный мир на четыре группы: млекопитающие, птицы, рептилии и насекомые, которых объединяет важная особенность – их слуховая система преобразует звуковые раздражители в звуковые волны. Как и люди, акустическую информацию представители животного мира используют для взаимодействия с окружающей средой и коммуникацию с сородичами.
Правильная коммуникация
Наблюдения за животными помогают найти ответы на самые разные вопросы, связанные с коммуникацией. Как пример можно привести поведение обитателей джунглей за час до захода солнца, то есть в тех же самых сумерках. В это время звук имеет наибольшую дальность. Животные об этом знают, поэтому используют это время суток для коммуникации с сородичами. Если бы они все одновременно начали обмениваться важной информацией друг с другом - пищать, стрекотать, квакать или петь, то в джунглях бы наступил бы настоящий хаос и неразбериха. Поэтому в животном мире существует строгая акустическая иерархия, и обмен информацией происходит в соответствии с тембром «ораторов». Звучать одновременно могут голоса в разных диапазонах и с разными характеристиками. Это помогает соблюдать порядок и в конечном счете способствует сохранению популяции.
Если бы можно было использовать эту иерархию в ситуациях, связанных с повышенным уровнем шума, например, в ресторане или во время дискуссии, нам бы с вами услышать друг друга было бы гораздо проще, уверены ученые. Потому что каждый имел бы возможность высказать свое мнение и быть уверенным в том, что собеседники его поняли.
Кстати, по причине того, что перед закатом звук имеет наибольшую дальность и правильно определить расстояние до препятствия на порядок труднее, передвигаться в сумерках нам с вами становится гораздо сложнее, а у некоторых людей и вовсе может возникать необъяснимое чувство страха или тревоги.
Несмотря на то, что ученые уже достаточно много знают об особенностях слуха разных видов животных, у них остается еще немало вопросов. Волнистые попугайчики, например, обладают уникальной способностью отращивать утраченные волосковые клетки во внутреннем ухе. Какие реабилитационные механизмы они при этом используют? Удастся ли когда-нибудь создать технологию, которая поможет и нам с вами восстанавливать слух таким же естественным образом?