Благодаря научным исследованиям стало известно, каким образом японские подковоносы Rhinolophus nippon ориентируются в условиях сильного шума во время ночной охоты и адаптируют свое восприятие мира с помощью ультразвука. Работа ученых продемонстрировала, что эти летучие мыши не только устраняют нежелательные звуки, но и активно создают акустическую среду вокруг себя, чтобы более точно обнаруживать пищу.
В ночное время летучей мыши сталкиваются с далеко не тихой средой: во время полёта сквозь густую крону леса каждый лист, ветка и порыв ветра порождают отражения звуковых волн, создавая плотный акустический «туман». В таких условиях эхолокация становится весьма затруднительной, так как полезные сигналы теряются из-за обилия фоновых отражений.
Ученые из Университета Досюся провели исследование, посвященное тому, как животные решают эту задачу, и установили, что важную роль играет регулирование доплеровского сдвига частоты. Летучие мыши предвосхищают изменения частоты своих ультразвуковых сигналов, компенсируя их, чтобы учесть собственное движение, аналогично тому, как меняется тон сирены скорой помощи.
Раньше полагали, что подобная компенсация необходима исключительно для поддержания стабильности слухового восприятия в полёте. Однако свежие исследования демонстрируют наличие более комплексной стратегии: летучие мыши используют регулирование частоты для формирования стабильной «опорной» частоты эха, относительно которой строится вся акустическая картина мира вокруг них.
В ходе экспериментов, проведенных с участием 11 диких особей, исследователи в режиме реального времени регистрировали эхосигналы во время их свободного полета и одновременно создавали модели дополнительных, искусственных отражений. Для изучения слабых акустических сигналов, возникающих при движении крыльев потенциальной добычи, также применялись живые мотыльки, закрепленные в лабораторных условиях.
Выяснилось, что животные создают небольшую область с пониженным уровнем ультразвука, расположенную непосредственно над опорной частотой. По сути, это позволяет избавиться от акустических помех и легче воспринимать очень слабые сигналы, например, взмахи крыльев насекомых. Эксперименты показали, что при искусственном направлении шума в эту область эффективность охоты значительно снижалась, в то время как шум, расположенный за её пределами, оказывал незначительное воздействие на результативность.
Авторы пришли к выводу, что речь идёт не о побочном эффекте слуховой системы, а об адаптивной стратегии активного управления физической средой восприятия. Таким образом, летучие мыши не только обрабатывают информацию, но и «перепроектируют» акустическое пространство под свои задачи.
Полученные данные могут быть полезны при создании технологий радара, сонара, медицинского ультразвука и систем беспроводной связи, которые в настоящее время часто испытывают проблемы с помехами в сложных условиях. Использование принципа формирования управляемых «тихих зон» позволит создавать более надежные системы обнаружения и передачи информации в условиях повышенного уровня шума.