Неслыханное дело: жужжащий мичман не может себя оглушить
[232x180] Plainfin Midshipman — так рыба-мичман зовётся по-английски. Она не только шумит и слушает, но ещё и светится иногда.
"Это действительно невероятно", — говорит Эндрю Басс (Andrew Bass). Он потрясён вовсе не тем, что рыба поёт, гудит, скрежещет, ворчит и жужжит. Его впечатлило, каким образом рыба может издавать все эти звуки и прекрасно слышать происходящее извне одновременно.
Речь идёт о самцах тихоокеанской рыбы-мичман (Porichthys notatus), обитающей, по большей части, вдоль западного побережья Соединённых Штатов от Калифорнии до Аляски.
Летними ночами самцы жужжат непрерывно (до двух часов) с целью привлечения самок, чтобы они отложили икринки, которые самцы оплодотворяют. Издаваемый мичманами гул некоторые люди сравнивают с монотонным бормотанием монахов. Причём звуки эти являются настолько громкими, что владельцы плавучих домов в окрестностях Сан-Франциско неоднократно жаловались на ночные вибрации своих жилищ.
И вот профессор нейробиологии Басс, чья фамилия очень хорошо подходит для изучения и рыб (bass = окунь), и акустики, вместе с коллегами из университета Корнелла (Cornell University) задался целью выяснить – почему рыба не оглушает себя своим собственным шумом. Казалось бы, зачем ему это? А для того, чтобы лучше понять, как слышат позвоночные животные и люди, потому что основные связи между нейронами в слуховой системе у всех позвоночных, включая млекопитающих, практически одинаковые. Так считает Басс.
Исследования сверчков, летучих мышей, обезьян и самих людей показали, что слух притупляется во время производства звуков. Но пока нет ясности, как же это получается.
Здесь же у учёных, вдобавок ко всему, появилась возможность разобраться с некоторыми механизмами, которые вносят свой вклад в глухоту.
[340x355] К фото добавлен график нервных импульсов, длящихся несколько миллисекунд. Жёлтые импульсы — сигналы для мускулов, чтобы они произвели шум. Оранжевые — команды, блокирующие чувствительность уха
"Мы уже очень много узнали об этих рыбах, но я не перестаю поражаться тому, насколько похожи нервные системы у мичманов и млекопитающих, — признаётся Басс, — благодаря рыбам мы не должны изучать самих млекопитающих, чтобы понять, как у них всё устроено". В то время как человек слышит благодаря улитке внутреннего уха, рыба-мичман использует саккулу — часть уха, которая у людей обнаруживает ускорение или линейное движение. Так вот, выяснилось, что жужжащий мичман может слышать самок и хищников, потому что эти рыбы управляют и издаваемыми звуками, и своим слухом посредством нервных импульсов из одной и той же части мозга.
Некоторое количество импульсов сигнализирует мускулам плавательного пузыря, заставляя его, вибрируя, произвести звук. Другие импульсы блокируют чувствительность клеток уха, переводящих звук в понятные мозгу электрические сигналы. То есть — имеет место множество синхронизированных действий, ведь обе "команды импульсов" даются приблизительно 100 раз в секунду.
До того, как издаётся звук, мозг "предупреждает" о нём ухо, и оно становится менее чувствительным к "родным" шумам, концентрируясь на шумах внешних. Рыба затихает на считанные миллисекунды и слушает происходящее снаружи, потом за те же миллисекунды издаёт звук и замолкает снова.
Исследователи проверили: уши не просто подстраиваются в ответ на громкий шум — на мгновение рыба словно становится парализованной. Потому и не жужжит.
"Мы никогда не ожидали увидеть такой прекрасный временной контроль, который в точности соответствует каждой фазе звука, — не устаёт восторгаться Басс, — это просто неслыханно".
Профессор отмечает, что, вероятно, все позвоночные имеют связь между мозгом и ухом, подобную найденной у рыб, возможно, они все используют тот же самый механизм, чтобы приспособить их свой слух.
Басс полагает, что если процесс идентичен, дальнейшие исследования могли бы сыграть важную роль в понимании того, как мы слышим и признаём наш собственный голос.
Кроме того, могут открыться новые направления для исследователей, которые изучают причины человеческой глухоты.
253. Шуму пресноводных артистов зрители внимают в цистерне
[232x180]"Поющий" карп. У его родственников появилась возможность исполнить собственную "музыку", ничего при этом не делая
"Никогда не работайте с животными и беспроводными сетями", — предостерегает художница, работающая с животными и беспроводными сетями. Она устроила необычную выставку: приглашает послушать музыку и посмотреть видео, произведённые живой рыбой.
Англичанка Джулия Фриман (Julie Freeman) — художница не простая, а цифровая. Всё потому, что "использует цифровую технологию, чтобы дать иное толкование и изменить процессы технологических и биологических систем, создать и показать альтернативные их значения", — сообщает она о себе.
Этим летом госпожу Фриман можно найти в рыбацком местечке на юге Британии (Tingrith Fishery), где до 2 октября проходит нечто среднее между выставкой, галереей и инсталляцией с незатейливым, впрочем, названием "Озеро" (The Lake).
[340x234] Озеро Fringe Lake, в котором живут рыбы с биоакустическими датчиками
"Частичка новаторского цифрового искусства может быть замечена этим летом в живописном месте. Мы используем самые передовые технологии, чтобы отследить рыбу в озере Fringe Lake и перевести её движения в звуковой и визуальный опыты, — говорится в приглашении на мероприятие.
— Посетителям всех возрастов мы предлагаем послушать рыбу, составляющую свою уникальную звуковую среду, и пронаблюдать анимированное представление того, что действительно происходит под водой".
[230x270]Кран устанавливает цилиндр для посетителей на его законное место
В центре внимания — 16 пресноводных рыб: линь, краснопёрка, карась и карп — всех по четыре "штуки", равное количество. Под анестезией этих рыб вскрыли, имплантировали миниатюрные биоакустические датчики, зашили, разбудили и выпустили обратно в озеро.
Датчики каждые две секунды испускают сигналы, по которым местоположения рыб отслеживаются шестью гидротелефонами (аппаратуру художнице предоставила компания Hydroacoustic Technology).
Собранные подводными микрофонами данные попадают в ноутбук госпожи Фриман, а с него по беспроводной связи отправляются на два других компьютера, находящихся на крыше бункера.
Об этом бункере следует сказать особо, так как данный металлический цилиндр высотой 9 метров передаёт те самые "звуковой и визуальный опыты" публике.
Свободная художница Джулия Фриман на рыбалке
Посетители входят в эту вертикально стоящую цистерну, названную галереей, через пробитый в её боку вход на уровне земли. Взбираться в "горлышко" по лестнице, к счастью, не надо.
И зритель становится "рыбкой в банке", практически в консервной. Что же там слышно и видно?
Рыбы каждой разновидности имеют свой набор звуков. Если рыба свободно плавает или крутится на месте (или и то, и другое вместе), проигрываются одни звуки. Если она ускоряется или замедляется, становясь рекордсменом в озере, воспроизводится другой, быстрый или медленный звук.
Если же какая-то из рыб становится популярной — то есть, собирает вокруг себя большую "толпу" соседей — или наоборот, оказывается в изгоях, играется один из назначенных для обозначения этого звуков. И так далее в том же духе.
[340x188]Пресноводный участник проекта краснопёрка — уже с имплантированным датчиком
Причём, если верить цифровой художнице, все "издаваемые" рыбами звуки были записаны здесь же, в окрестностях озера: у воды, у земли, шум деревьев. Время от времени натуральные звуки сопровождаются синтетическими, произведёнными аппаратурой при передаче данных — щелчки и всё такое. Вместе с тем, на круглом экране внутри цилиндра (на потолке, что ли?) демонстрируется проекция, показывающая движения всех рыб в озере. По идее Фриман, в результате получается "гипнотическая комбинация синхронизированного аудио и видео, создаваемых рыбой в реальном времени".
[340x250]А это проекция происходящего в глубинах "Озера"
Журналисты BBC пишут, что "выставка "Озеро" демонстрирует, как художники всё больше и больше сотрудничают с разработчиками инновационных технологий, чтобы исследовать новый мир цифрового искусства. Это — красивое акустическое и визуальное развлечение, где зрителю предлагают чувственный опыт частных жизней рыб, обычно скрытый глубоко под водой".
BBC разместила у себя звуки "Озера" – это определённо не музыка. Знаете, на что это больше всего похоже? В кино таким шумом обычно сопровождается сцена, когда подводная лодка царапает днищем мачту затонувшего танкера, или когда гудит от напруги якорная цепь и всё-таки рвётся. Страшные звуки, честное слово.