コウモリが翼の上でどのようにPINGを実行するのか、そしてそれを実行しているように見える| 科学| スミソニアン - 記事、雑誌、科学、心身、野生生物

コウモリは直感的な物理学者であり、音が空間を移動する方法を直感的に理解しています。彼らは彼らの環境に熱心に耳を傾けるだけでなく、彼らが獲物の位置を特定するのを助けるために超音波チャープも送ります。チャープが戻るまでにかかる時間は、オブジェクトの距離と相関しています。音のこの顕著な使用により、コウモリはジョンズ・ホプキンス大学の神経科学者であるメルビル・ウォルゲムスのような研究者にとって聴覚を研究するための「完璧なシステム」になります。

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ウォルゲムスは、自分の研究室のコウモリが何か変なことをしていることに気付いたとき、それには目的がなければならないと知っていました。具体的には、彼のコウモリは頭をかしげ、愛らしい方法で耳を振るので、自宅に戻ってきたペットのパグ、ウィリー・ネルソンを思い浮かべました。しかし、ウィリーネルソンとは異なり、ウォルゲムスは、コウモリが夕食をとるためにかわいく見えるだけではないことを知っていました。それで彼らは何をしていたのですか？

それを見つけるために、彼はコウモリのサウンドシステムのように複雑な実験を設計する必要がありました。これは、従順なコウモリ、ビデオゲームカメラ、および不運なミミズを必要としました。「かなり驚くべきこと」とは、聴覚の進化を専門とするトレド大学の心理学者であるリッキー・ヘフナーが、ウォルゲムースの研究デザインを説明する方法です。「それはほとんどすべてがどのように機能するかを示す力強いデモンストレーションです。」

まず、コウモリが反響定位のみに依存することを確実にするために、実験は完全な暗闇で行われなければなりませんでした。（一般的な信念に反して、コウモリは盲目ではありません。視力が低下する傾向があります。）ウォルゲムスと同僚は、同じ種類のゲーマーが使用する赤外線モーションキャプチャカメラを使用して、厄介な可視光を追加せずに微妙な動きを撮影しました。一方、超音波マイクは、高音のチャープを記録しました。

次に、彼はdar然としたものをじっとさせなければなりませんでした。一連の不潔なベセスダの屋根裏部屋から何十匹もの大きなコウモリのコウモリを集めた後、彼は夕食が来たときにプラットフォームに忍耐強く座るようにそれらを訓練し始めました。すべてのコウモリが順守したわけではありませんが、2週間後、多くのコウモリが彼の周りで「本当に寒い」ようになりました。彼がパブロフ式のジューシーなグラブで彼らの努力に報いるのを助けました。「犬の訓練よりもコウモリの訓練のほうがずっと上手です」と彼は言います。

最後に、ウォルゲムートはコウモリにコナカイガラムシを届けるための釣り糸と滑車システムを開発しました。彼が実験を行ったとき、彼は、昆虫がより急激に動けば動くほど、コウモリが獲物の位置を突き止めるために耳を傾けて振ったことがわかりました。「ターゲットが近づくと耳が離れ、ターゲットが遠ざかると耳が互いに近づきました」と、ウォルゲムスの研究室を運営し、論文を共同執筆した神経科学者のシンディモスは言います。

猫、犬、さらには人間でさえも、耳を傾けて音に向けます。しかし、これはもう少し洗練されました。コウモリは、鳴いた直後に急速に耳を振ることで、ミミズが一方向または他方向に動いたときの周波数のわずかな変化を追跡しました。動きごとに、コウモリは音の「スナップショット」を撮り、それらをつなぎ合わせてパノラマ写真の音響バージョンを作成しました。

「耳の動きは、同じ音で異なる視点を得るようなものです」と、9月にジャーナルPLOS BiologyでMossの発見を報告したWohlgemuth氏は言います。

この研究は、これらのコウモリがエコーロケーション信号を動いている獲物の3D画像に変換する方法を詳細に説明した最初のものであり、エンジニアに実用的なヒントを提供します。 Wohlgemuthはメリーランド大学の研究者と話し合っており、障害者に到達する前に障害物を聞く「スマート」杖を設計することを望んでいます。また、マイクアレイを搭載した「耳のある」ドローンを開発したいデンマークのエンジニアとも協力しています。

それほど実用的ではないが、この種の研究は哲学者トーマス・ネーゲルの時代を超越した質問に答えるのに役立つかもしれない：コウモリになるのはどんな感じか？結局のところ、モスは、「彼らの行動に見られるものはすべて、脳で起こっていることを反映している」と言います。