Информация звуковых волн - раздел Образование, Тайны памяти (с иллюстрациями). Борис Федорович Сергеев Народная Поговорка Гласит: Не Каждому Слуху Верь. И Не Веришь! Мы Живем В Хао...
Народная поговорка гласит: не каждому слуху верь. И не веришь! Мы живем в хаосе звуков, но на многие ли из них обращаем внимание?
Задача органа слуха – определить, что служит источником звуковых волн и какими свойствами он обладает: неподвижен ли, а если движется, то куда, с какой скоростью. Вся информация должна быть получена (можно сказать, высосана из пальца) путем анализа упругих волн, распространяющихся в воздухе, воде или в твердых телах (земле, древесине и т.д.).
Работа слухового анализатора человека не менее сложна, чем зрительного. Он обязан уметь оперативно разобраться в длинном потоке сложных звуковых колебаний, каким является наша обыденная речь. Животные также обладают довольно изощренным слухом. Малые африканские фламинго узнают по голосу своего ребятенка среди 50–100 тысяч таких же малышей, дожидающихся возвращения родителей.
Когда на нашей планете зарождалась жизнь, не было источников звука, способных передвигаться быстрее, чем распространялись звуковые волны. В этом и состояла огромная ценность звуковой информации. Она давала возможность заблаговременно получить достоверные сведения о существах, находящихся еще далеко. Значительно раньше, чем состоится личная встреча.
Периферический рецептор, воспринимающий звуковые волны, если описать его очень упрощенно (он расположен во внутреннем ухе), представляет собой миниатюрную арфу, с постепенно меняющейся длиной струн. Каждая струна отзывается, то есть начинает колебаться (и возбуждает соответствующую нервную клетку), лишь в ответ на звуковые волны определенной частоты в строгом соответствии со своей длиной.
У мозгового отдела слухового анализатора много общего со зрительным. На различных этажах мозга есть экранные структуры, в которых можно найти проекцию арфы – кохлеарного аппарата улитки. Поэтому высокие и низкие звуки анализируются в противоположных концах экрана. Только в коре каждого полушария не менее четырех проекций. На каждые 2 миллиметра проекции частота звуковых волн меняется на 1 октаву.
В слуховой системе долго не могли найти детекторов. Возможно, не то искали. Одним из первых был обнаружен детектор перемещения в пространстве. Он реагирует только на уменьшение интервала между звуками, приходящими в левое и правое ухо. Если мимо животного движется объект, производящий звуки, то пока он находится далеко слева, звуки в левое ухо приходят раньше, чем в правое. Постепенно этот интервал будет все короче и короче, пока звучащий объект не начнет удаляться вправо. Детектор, воспринимающий увеличение интервала между звуками, пока не обнаружен.
Детекторов расстояния известно три. Они реагируют на изменение интенсивности звуков. Для одних нейронов безразлично, усиливаются звуки или ослабевают. Видимо, этот детектор сторожевой. Он сообщает мозгу, что где-то недалеко находится зверь, который перемещается в пространстве.
Его сигналы вызывают настораживание остальных детекторов расстояния. Часть из них отвечает только на усиление звуков, то есть реагирует на приближение другого существа и прекращает импульсацию, как только оно начнет удаляться и звуки станут ослабевать. Другие воспринимают удаление звучащего существа, отвечая усилением электрических разрядов лишь на ослабление звуков.
В коре больших полушарий были обнаружены нейроны, реагирующие только на тоны строго определенной частоты, и три типа нейронов, откликающиеся на звуки с меняющейся частотой. Два – при изменении частоты только в каком-то одном направлении (возрастание или уменьшение), третий – в любом случае, лишь бы частота менялась.
Весьма загадочна функция «нейронов внимания». Они реагируют на звуки только в том случае, если животное рассматривает звучащий предмет. Может быть, их участие необходимо, когда животное должно выяснить и запомнить, что представляет собой объект, издающий новый, незнакомый звук. Возможно, это нейроны-скептики, не считающие достоверными и не обращающие внимания на те звуки, источник которых им неизвестен.
У насекомых детекторы звуков часто носят служебный характер, тотчас запуская специальные реакции животного (без предварительного обсуждения воспринятой информации мозгом). Так работает у ночных бабочек детектор обнаружения летучей мыши. Он воспринимает только ультразвуки. Если локационный луч охотящейся летучей мыши упрется в летящее насекомое, детекторы обнаружения, находящиеся в крыльях, мгновенно посылают команду мышцам, крылья складываются, и бабочка падает в траву.
Нелегко понять особенности звукового восприятия. Стрекотание сверчка – это приглашение самке явиться на свидание. Конечно, самец должен петь по правилам, чтобы самка узнала самца. От общения с иноплеменным потомства не будет.
Между тем песня некоторых сверчков весьма непостоянна. Иногда певец выдает длинные однообразные рулады, разделенные большими паузами: ч-ч-ч-ч-ч-ч – пауза, ч-ч-ч-ч-ч-ч – пауза. Длина рулад и пауз всегда постоянна. Иногда вместо сплошных рулад слышно несколько чирканий, разделенных паузой: чик-чик-чик-чик – пауза, чик-чик-чик-чик – пауза. Наконец, певец может просто долго-долго чиркать, не делая пауз: чик-чик-чик-чик-чик-чик-чик… На любую песню самка спешит к самцу. Что ее привлекает?
С помощью магнитофона исследователи записали все три песни и проиграли их для самки по отдельности. Выяснилось, что сплошные чирканья оставляют самку совершенно равнодушной, зато песнь, разделенная паузами определенного размера, ее привлекала. Значит, размер паузы является удостоверением личности самца, подтверждающим принадлежность к определенному виду. Затем сравнили степень привлекательности сплошных рулад и состоящих из отдельных чирканий, разделенных одинаковыми паузами. Когда обе песни звучали одновременно, справа и слева, самки, не задумываясь, поворачивали в ту сторону, откуда неслись чирканья. Именно чирканья служат призывом к встрече. Оказалось, что сплошные рулады тоже привлекают самок, но только в том случае, если сначала была разделенная паузами песня. Значит, детектор, определяющий величину паузы, запускает работу второго.
Изучение звуковых реакций животных и детекторов, воспринимающих звуки, еще только начинается и сулит нам немало интересных находок.
Все темы данного раздела:
С первым апреля, иети!
Первое апреля – день хитроумных обманов и шуток. Любят его повсеместно. В игре участвуют все, от мала до велика. Необходимо лишь обладать чувством юмора. В Ленинграде обычно появляются слухи о
Нинель, Бендер и привидения
С оккультными науками и прочей чертовщиной в западном мире более чем благополучно. Только в Европе курс парапсихологии читают в трех достаточно крупных университетах: в Утрехте (Голландия), Стокгол
От 1020 до 1970
Наш дом – планета Земля даже в масштабах солнечной системы не очень велик и не чересчур стар. Ни своими размерами, ни местом под Солнцем Земля особенно не выделяется. Исключительной ее делает жизнь
Первый закон диалектики
Кубометр березы даст значительно больше тепла, чем то же количество осины. Мозг мозгу тоже не ровня. Очень важно, из какого количества нервных клеток он построен. Особенно богат нейронами человечес
Смотря чем стукнуть
Существует не очень благозвучная поговорка. Когда человек приходит в сильное возбуждение, в ярость, говорят, что ему моча в голову ударила. Я не сумел докопаться, как родилась поговорка. Так или ин
Миллиардер
Аристотелевы «Врата», содержащие медицинские наставления в адрес Александра Македонского, утверждают, что голова человека должна быть «между малой и великой, выступать мало вперед и кзади и не быть
Слуги и господа
Даже в самом густом и дремучем лесу растут не одни деревья. Кто же этого не знает? Другое дело мозг. Упоминание о том, что нервных клеток в нем меньше, чем ненервных, обычно удивляет. Откуда и, гла
Дубинушка
Представьте себе, что разумные существа, затерявшиеся где-то в глубинах туманности Андромеды, задались целью познакомиться с жизнью на планете Земля, имея для этого лишь прибор, способный, регистри
Пути снабжения
Люди издавна любили поесть. Когда царь Иван Васильевич (Грозный) решал оттрапезовать со братией, на кухне резали 200 лебедей, 300 павлинов, а сколько пеклось кулебяк, курников, пирогов, никто не по
Зачем собаке пятая нога
Чтобы скрыть позор своей жены Пасифаи, вступившей в противоестественную связь с морским быком, и скрыть от посторонних взоров родившегося в результате этой связи Минотавра – чудовищного человека с
В лабиринте
Пятилапые химеры вызвали в научных кругах волну споров. Никто не знал, откуда брались нервы, проникавшие в дополнительную конечность. От предположения, что увеличивается число нервных клеток спинно
Посредник
Оружие «Золотого короля»
Кровавые подвиги Эрнандо Кортеса и Франсиско Писарро, захват и разграбление великих индейских империй не только не утолили у испан
Замок и ключ
Проблема передачи возбуждения с нейрона на нейрон, с нервного волокна на мышцу возникла одновременно с образованием нервной системы. Электрический способ передачи возбуждения, который использовался
Колумб мозга – Герофил
Город Александрия был заложен Александром Македонским как новая столица эллинского Египта. После смерти великого полководца здесь обосновался один из его сподвижников, Птолемей I Сотер, положивший
Лестница
История мозга своими корнями уходит очень глубоко. 2–3 миллиарда лет природа колдовала над живыми организмами, прежде чем из жиденькой сети нервных клеток, из крохотных нервных узелков возникла наи
Кирпичики
Очень бегло рассказав о постепенном развитии и усложнении мозга, я хочу вновь вернуться на первую ступеньку, чтобы рассмотреть эволюцию высших функций мозга. Но сначала несколько слов об условном р
Одноногая Мег
Развитие искусства непредсказуемо. Никто не мог предвидеть появления абстрактной живописи, никто не скажет, как будет она восприниматься через сто лет. Я не возьмусь дать ей оценку. Для меня несомн
Портняжка из Берлина
Под Берлином 25 пляжей. Самый старый раскинулся по песчаным берегам озера Мюггельзее. В начале июля 1912 года предприимчивый берлинский портняжка поставил на его берегу палатку, в которой оборудова
Все течет
Наш мир имеет некоторую тенденцию к постоянству. Может быть, просто проявляется сила привычки. Не знаю. Противоположная тенденция тоже сильна. Недаром, перефразируя Аристотеля, мы говорим, «все теч
Проклятый вопрос
Зимой 1943 года, в самый разгар Великой Отечественной войны, из блокадного Ленинграда в Москву по ледовой «Дороге жизни», проложенной по льду Ладожского озера, вывезли вагон французского коллекцион
Пять парадоксов
Уравновешенное, гармоничное соотношение пропорций, попросту говоря, симметрия в нашем представлении тесно связана с понятием красоты и совершенства. Это отнюдь не мнение дилетантов. Оно подкреплено
Раздвоение личности
Анализаторы всю собранную ими информацию направляют в кору больших полушарий. Обе половины мозга информированы одинаково. А могут ли братья-двойники – полушария головного мозга – обмениваться инфор
Труженик и тунеядец
Если бросить беглый взгляд на фотографию больших полушарий человеческого мозга, может показаться, что перед вами карта какой-то неведомой планеты, поверхность которой изборождена горными хребтами и
Травка, Фунтик, Рубикон и другие
Неудачный эксперимент нередко оборачивается для экспериментатора огромной удачей. Еще начинающим исследователем я изучал судьбы информации, приходящей в мозг собаки сразу по нескольким каналам:
Социальная прибавка
Остия – морские ворота Древнего Рима. Много веков она верой и правдой служила римлянам. Сюда, в устье Тибра, приходили тяжело груженные корабли из всех портов Средиземного моря. Морским прибоем про
Лошадка, на которой ездит наш мозг
Неудивительно, что среди детей Посейдона – грозного бога морей, было немало чудовищ. Владыка морей частенько выбирал себе в жены таких безобразных созданий, как Медуза Горгона с вечно оскаленной па
Где же зарыта собака?
Тюрингский лес – красивейшее место Германии. В живописной долине у подножия горы Инзельсберг лежит старинная заброшенная деревенька Винтерштейн. Впрочем, «заброшенная» не совсем верно. Двадцатый ве
Подоконник
Саади, великий таджикский поэт средневековья, в книге нравоучительных рассказов «Голистан» («Розовый сад») говорит: «Спросили мудреца: у кого ты учился мудрости? Каким образом ты так преуспел в зна
От сложного к простому
Как ни странно, сведения об устройстве глаз на первых порах не столько помогали, сколько мешали понять зрительный процесс. В древности ученым было легче. Они предполагали, что человеческая душа смо
Я милого узнаю по походке
Большинство людей крайне ненаблюдательны. Многие ли могут с уверенностью сказать, с какой полосы, белой или черной, начинается зебра. Зато все без тени сомнения будут утверждать, что зебра – это бе
Искры из глаз
Иногда говорят: удар был так силен, что искры посыпались из глаз. Действительно, удар по лицу, подзатыльник и вообще удар по голове вызывает у пострадавшего зрительные ощущения: похоже, что хотя и
Криминальная история
Чем должны пахнуть духи, толком никто не знает. Кроме духов «Нарцисс», «Красный мак», «Белая сирень», «Серебристый ландыш», которым парфюмеры стремились придать естественный запах, наша промышленно
Чтоб собеседник нашу мысль постиг
В конце июля 1963 года в Москве отшумел Всемирный кинофестиваль. Гости нашей страны возвращались к себе домой. Когда на Белорусском вокзале прозвучал последний звонок и скорый поезд Москва – Париж,
Сорока на хвосте принесла
Как давно возникла речь? Были ли у нее предшественники? Кто был тот Добчинский или Бобчинский, кто первым сказал осмысленно «Ээ!»? Современные лингвисты считают, что поведение животных основыва
Ау, Аэлита!
Человек – единственное существо на нашей планете, обладающее настоящим языком. Появление речи дало людям огромные преимущества перед животными. Она позволила использовать новый принцип обработки ин
Запретная зона
Молодой граф де Труа понуро ехал за гробом своего отца. Его отец, еще совсем нестарый человек, всегда отличавшийся изрядным здоровьем, скоропостижно скончался в пути при весьма таинственных обстоят
Мы и вундеркинды
Средства общения, речь не передаются по наследству и не возникают у детей сами собой. Это особенно отчетливо обнаруживается у слепоглухих от рождения детей. Пока ребенка специально не обучат, у нег
Любят девушки у нас поговорить
Много ли мы говорим? Вопрос отнюдь не праздный, хотя мы, к сожалению, этого пока не знаем. Не подумайте, что лингвистам до сих пор неизвестно, сколько мы можем наговорить, если возьмемся за это дел
Почему Ньютон родился в Европе
Коммунисты – последовательные борцы со всеми видами расовой дискриминации. Коммунистическая партия воспитала нас, граждан первого в мире социалистического государства, в духе интернационализма. Иде
В поисках клада
Весьма заманчиво найти хранилище человеческой памяти. Где только его не искали! Не сразу додумались заглянуть в черепную коробку. Кладовку искали в желудке, и в сердце, и во многих других закоулках
Ум долгий, ум короткий
Был зимний холодный вечер. Из затянутого тяжелыми тучами неба на землю сыпался снег. Порывистый ветер подхватывал его на лету, закручивал в снежные вихри и нес по направлению к морю. Михаил Р., под
Пилюли из вашего дедушки
Биохимическая теория памяти получила значительное развитие в последние десятилетия. Этому предшествовал длительный период накопления знаний о биохимических превращениях в мозговом веществе. Развити
Волки и овцы
Неискушенному в биологических проблемах читателю может показаться, будто противоречия между химической и структурной теориями памяти так глубоки, что об их объединении не может быть и речи. Ф. Розе
Архивариус нашего мозга
В 1887 году в Париже открылся очередной съезд невропатологов и психиатров. На нем необычайный успех имел доклад молодого, дотоле никому не известного русского врача С.С. Корсакова, сделанный вне пр
Законодательство Суффолка
В графстве Западный Суффолк (Великобритания) существует закон, согласно которому наказуется штрафом всякий читатель публичной библиотеки, если ему случится невзначай задремать над скучной книгой. С
Учитесь видеть сны
«Учитесь видеть сны, джентльмены», – писал известный немецкий химик Ф. Кекуле. В 1865 году он сделал выдающееся открытие – установил структурную формулу бензола. Ученый рассказал, что эта идея, име
Голод не тетка
Самые частые, самые обычные эмоции, с которыми ежедневно сталкиваются животные и человек, связаны с состоянием голода и насыщения. Они должны обеспечить ритмичность обменных процессов. Голод сигнал
Закон всемирного тяготения
В 1687 году увидел свет главный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии», обычно называемый просто «Начала». В них гениальный ученый сформулировал закон всемирного тяготения. Его
Не капай мне на мозги
Говорят, наша жизнь полна нервного напряжения, и оно нередко достигает предела, опасного для здоровья. Особенно часто об этом пишут на Западе. Не знаю, я этого не замечаю. Возможно, сказывается наш
Новости и инфо для студентов