
通过发送高频呼叫并分析返回的回声,蝙蝠实际上可以“看到”周围的世界。长期以来,科学家一直认为,蝙蝠根据这种回声的强度来判断附近物体的大小,但是一项新的研究表明,仅回声强度并不能绘制整个情况。
研究表明,对蝙蝠真正重要的是一个回声参数,称为声纳光圈 - 角度的传播,回声在其上影响蝙蝠的耳朵,较大的差异表示较大的物体。英国布里斯托尔大学的研究员霍尔格·戈利茨(Holger Goerlitz)在一份声明中说:“声纳光圈与真实物体的大小直接相关。” Goerlitz是11月24日在《行为过程》杂志上发表的新研究的主要作者。
在研究中,Goerlitz和他的团队着手研究蝙蝠的飞行模式在其路径中面对真实和虚拟对象时,更改。当蝙蝠排放回声定位呼叫,反弹的声音带有有关环境的大量信息。但是,人们可以想象,一个嘈杂的区域可能会使蝙蝠的大脑很难处理单个环境特征,这类似于明亮的光源使人类对光线附近的物体蒙蔽的方式。
为了测试这一想法,研究人员在西印度群岛的塔玛纳洞穴附近建立了一个实验,该实验容纳了数千只最多13种蝙蝠。他们放置了一个小扬声器,大小约2英寸乘3英寸(5乘8厘米),在洞穴前,并在夜间从栖息处出来时拍摄了蝙蝠飞行图案的视频。
他们发现尽管有通话和回声的刺耳,蝙蝠仍然能够识别并避免撞到扬声器。
但是,蝙蝠如何找出扬声器的尺寸?长期以来的想法是,蝙蝠仪对象的大小是通过分析从它们反弹的声音的强度来的 - 大物体具有更强的回声,因为它们反映了更多的蝙蝠的呼叫。
研究人员在扬声器前面放置了一个约5至10英尺(1.5至3米)的麦克风。当蝙蝠召集时,麦克风记录了呼叫并将其送入附近的计算机。该计算机生成了记录的呼叫的副本,并操纵了它,以代表扬声器的大小是真实物品的10倍。短暂延迟后,“回声”从真正的扬声器中吐出来,使它看起来好像大型虚拟物体位于麦克风和扬声器之间。
令研究人员惊讶的是,蝙蝠并没有试图避免虚拟物体,这可能是因为声音来自一个扬声器。来自虚拟对象的回声具有正常回声所拥有的一切,除声纳孔外,研究人员在论文中指出,他们得出结论,重要的大小信息在于缺少的Echo参数。这蝙蝠显然是盲到虚拟对象的大小。
10月26日在《神经科学杂志》上发表的另一项最近的研究还表明,声纳孔径是蝙蝠声纳中物体大小的可靠提示。科学家没有试图避免蝙蝠试图避免物体,而是设置了一个扬声器阵列和经过训练的固定蝙蝠,以选择两个虚拟物体的较大物体。他们发现,与增加回声强度相比,增加声纳光圈(通过使用更多的扬声器)对蝙蝠的影响更大。