Сипуха получает сведения о направлении звука, сравнивая сигналы, поступающие к двум ушам. Значение имеют время прихода, сила и частотный состав звуковых колебаний. При этом перья вокруг лица участвуют в изменении входящего сигнала, поэтому заметный лицевой диск связан не только с внешностью птицы.
Почему важно сравнивать разные звуки
В исследовании 1979 года точность определения направления оценивали по тому, куда сипуха поворачивала голову. Птицам предъявляли отдельные тоны и шум, содержащий широкий набор частот. Такое сравнение позволяло выяснить, какая информация помогает определить положение источника по горизонтали и по высоте.
Ошибки при определении высоты резко увеличивались на низких исследованных частотах. С шумом, содержащим много частот, средняя ошибка оказалась меньше, чем с наиболее подходящим отдельным тоном. Следовательно, более широкий набор частот давал полезные пространственные сведения, которых не хватало в более простом сигнале.
Исследователи также изменяли доступ звука к одному уху. После этого направление поворота систематически смещалось относительно настоящего источника. В другой проверке удаление окружающих лицо перьев нарушало определение высоты, тогда как горизонтальная точность сохранялась.
Авторы связали результаты со сравнением времени начала сигнала и его частотного состава между ушами. Это объяснение основано на конкретных экспериментальных условиях. Оно не превращает любой поворот головы возле знакомого шума в измерение слуха и не задаёт одинаковой точности для каждого звука вокруг птицы.
Как различили сведения о стороне и высоте
Работа 1989 года исследовала повороты головы при подаче шума через наушники. Сигналы для двух ушей различались по времени и силе. Изменяя эти параметры, учёные могли проверять, какие сведения влияют на горизонтальное и вертикальное направления ответа.
Птицы реагировали движением, похожим на поворот к источнику обычного звука в пространстве. Различие времени между ушами сильно влияло на выбор стороны: насколько влево или вправо следовало повернуться. Различие силы сильно влияло на определение высоты: насколько вверх или вниз был направлен ответ.
Однако эти признаки не образовали две совершенно независимые оси. Каждый содержал сведения и о стороне, и о высоте. Поэтому удобная фраза «время отвечает только за горизонталь, громкость только за вертикаль» слишком жёстко пересказывает результаты.
Смысл опыта состоит в разделении управляемых свойств звука и наблюдаемого движения. Учёные меняли входящие сигналы, а затем оценивали ответ птицы. Они не определяли внутренний слуховой процесс по одной фотографии и не доказывали, что сипуха мысленно строит привычную человеку карту с двумя нарисованными осями.
Как проверили роль лицевых перьев без их удаления у испытуемых птиц
В работе 2009 года создали звуковую среду, имитирующую изменение лицевого диска. Для этого использовали ранее измеренные свойства прохождения звука у отдельной сипухи до и после удаления соответствующих перьев. Шум обрабатывали так, чтобы воспроизвести эти различия в сигналах у двух ушей.
Три птицы, участвовавшие в поведенческой проверке, сохраняли собственные лицевые перья. Изменённую информацию они получали через наушники во время опыта. Такой подход отделял действие акустических изменений от самого удаления оперения у этих испытуемых.
При имитации обычного лицевого диска птицы различали источники впереди и сзади, даже когда межушная разница времени совпадала. После имитации удаления лицевых перьев это различение нарушалось. Также заметно уменьшались вертикальные повороты головы в ответ на положение источника.
Результаты поддержали роль лицевого диска в улучшении пространственного слуха. Его влияние связано с изменением доступных признаков времени, силы и частотного состава сигнала. При этом проверка использовала измеренные звуковые преобразования и ограниченную группу птиц. Это исследование функции, а не способ оценить слух любой совы по размеру или окраске её лицевого диска.
Что видно на иллюстрации
На иллюстрации показана сидящая сипуха со светлым сердцевидным лицевым диском, тёмными глазами и золотистыми верхними перьями. Ушные отверстия скрыты оперением. Наружный вид помогает узнать птицу, но не показывает различия сигналов у двух ушей и не измеряет точность определения направления звука.
ПтицыКак воробьиные попугаи учатся индивидуальным голосовым сигналам
ПтицыПочему у одних птиц яйца белые, а у других цветные
ПтицыЗачем птицы стоят на одной ноге: тепло и равновесие
ПтицыПочему голубь пьёт, не запрокидывая голову после каждого глотка