РЕЗУЛЬТАТЫ

Дельфин - ложная косатка с датчиком-присоской

Чувствительность слуха дельфинов примерно на порядок превосходит чувствительность слуха человека, острота частотной настройки – в несколько раз, временная разрешающая способность – в десятки раз.

В области исследования слуха китообразных

Разработана техника электрофизиологического исследования слуха китообразных, с применением которой получены данные об избирательности слуха китообразных к основным характеристикам звуковых сигналов: частота, временной структуре, пространственному расположению источника звука. Острота частотной селективности (добротность каналов-фильтров слуховой системы) у разных видов дельфинов составляет от 30 до 50, что в 3-5 раз выше, чем у большинства наземных млекопитающих (исключая летучих мышей) и человека (около 10). Временная разрешающая способность слуховой системы дельфинов позволяет различать флуктуации с частотой до 1500 в секунду (у человека – до 50-70 в секунду).

Избирательность к пространственному положению источника звука определяется очень крутой зависимостью межушной разности интенсивности во фронтальном секторе: 1-2 дБ/градус. При пороге выявления межушной разницы интенсивности 0.5-1 дБ, это обеспечивает точность локализации источника звука лучше 1 градуса.

Для выявления механизмов столь высокой избирательности разработан оригинальный метод определения положения «акустических окон» – участков на поверхности тела, через которые происходит передача звуковой энергии к органу слуха (метод основан на измерении акустических задержек, что позволяет определить расстояния от источников звука до «акустического окна»). Проведенные этим методом измерения выявили по крайней мере два акустических окна с разными направлениями оси наибольшей чувствительности и с разными частотными характеристиками. Комбинация сигналов от этих двух окон обеспечивает высокую пространственную разрешающую способность слуха.

В области исследования эхолокации китообразных

Разработан метод регистрации электрических ответов мозга дельфина в процессе активной эхолокации. Регистрируемые реакции содержат компоненты, являющиеся ответами как на излучаемый эхолокационный импульс, так и на эхо. Тем самым получен новый инструмент для исследования механизмов анализа эхолокационной информации в слуховой системе. С использованием этого метода, установлена высокая эффективность механизма автоматической регулировки усиления (АРУ) в слуховой системе дельфинов, благодаря чему ответы слуховой системы мало зависят от расстояния до лоцируемой мишени. Механизмом АРУ является взаимодействие в слуховой системе между излученным и эхо сигналами, которое компенсирует зависимость интенсивности эха от расстояния.

В области исследования зрения морских млекопитающих

Методом морфологического исследования ганглиозного слоя сетчатки глаза изучена топографическая организация поля зрения ряда китообразных и ластоногих.. Показано наличие в сетчатке зон высокой концентрации ганглиозных клеток, т.е. зон высокого разрешения в поле зрения. У китообразных имеются две зоны наилучшего видения в назальном и темпоральном секторах поля зрения, что обеспечивает универсальное вводно-воздушное зрение и большой сектор обзора. У ластоногих имеется одна зона наилучшего видения, подобно наземным хищным. На основании полученых данных рассчитана острота зрения ряда китообразных и ластоногих. При этом обнаружен неизвестный ранее механизм повышения остроты разрешающей способности сетчатки за счет кластерной группировки ганглиозных клеток.

В области исследования сна и покоя морских млекопитающих

Электрофизиологическим и поведенческим методами были изучены сон и покой многих, в том числе ранее не исследованных, видов водных млекопитающих. Показано, что однополушарный медленноволновый сон афалин, белух и морских котиков коррелирует с односторонним закрыванием их глаз: десинхронизированному полушарию соответствует открытый глаз, которому присущи сторожевые функции. Исследован онтогенез состояния покоя у новорожденных афалин и косаток: в первые недели после рождения малыш и мать находятся в непрерывном движении.

В области изучения кинематики и гидродинамики дельфинов

Показано, что решающее влияние на характер обтекания тела дельфина в процессе его активного плавания оказывает формирующийся на его теле благоприятный градиент динамического давления, способствующий значительной ламинаризации пограничного слоя и повышению критического значения числа Рейнольдса. Это приводит к экономии мощности (в 2—3 раза) в процессе плавания и подтверждает существование «парадокса Грея». Создана математическая модель этого явления. Показана ошибочность имевшихся ранее проедставлений, согласно которым дельфин способен развивать весьма большие мощности и не нуждается в каких-либо механизмах уменьшения сопротивления. Корректная оценка показала, что значения тяговой мощности дельфина вполне умеренные, а рассчитанные коэффициенты сопротивления располагаются преимущественно между турбулентным и ламинарным значениями. Таким образом проблема гидродинамики дельфинов, сформулированная в 1936 году Дж.Греем, получила новое освещение и стимул к дальнейшему развитию.

Разработана относительно простая теория жесткого гидродинамического крыла, моделирующего хвостовую лопасть дельфина. Получены формулы для расчета гидродинамических сил, развиваемых крылом, для различных форм крыла, кинематических режимов и произвольных значений амплитуд, углов колебаний и положений оси вращения. Сравнение расчетных значений тяги, развиваемой жестким крылом, с экспериментально измеренными значениями показывает хорошее их согласие.

В области психофизических исследований слуха человека

Исследовано, как способность слуха человека к различению сложных спектральных рисунков звукового сигнала зависит от маскировки шумами при разных интенсивностях. Показано, что шумы вызывают ухудшение спектрального различения, но при этом механизмы влияния шумов различаются в зависимости от того, совпадает или не совпадает спектр шума со спектром тест-сигнала. Различие в спектрах помехи и тест-сигнала не устраняет негативное влияние помех (включается другой механизм влияния помехи), но имеет место эффективное, практически полное бинауральное освобождение от влияния помех.