[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]研究人員在《自然》期刊上發表一篇關於魚類是如何在水下判斷聲音來源的研究。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]人類在水下時,無法判斷聲音的來源。在於我們的大腦會藉由分析聲音傳到雙耳的時間差,來確定聲音來源,但這在水面下是不行的,因為聲音在水中的傳播速度是陸地上的五倍。理論上,魚類應該無法進行方向性聽覺,因為他們的雙耳之間沒有音量和到達時間的差異。然而,許多觀察發現各種水生生物都有這種行為。魚類可以定位來自獵物或掠食者的聲音,但研究人員一直未能完全理解其機制。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]最近,德國柏林夏里特醫學大學的一組神經科學家解開了這個謎團。尤德克維茲(Benjamin Judkewitz)利用射線鰭魚(Danionella cerebrum),了解魚類如何啟動水下聽覺的機制;先前有研究發現射線鰭魚能發出超過140分貝的噪音,和槍聲一樣大。該篇研究的第一作者之一維斯(Johannes Veith)解釋:「為了釐清魚類是否、以及如何聽聲辨位,我們建造一種特殊的水下揚聲器,並播放短而響亮的聲音。藉此分析射線鰭魚避開揚聲器的頻率,以判斷牠們辨識聲音的方向。」
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]陸地動物通過鼓膜來感覺聲壓,魚類則有不同的聽覺機制:它們還能感知聲音的振動。研究團隊利用特製的雷射掃描顯微鏡拍攝影像,並在播放聲音時以頻閃模式掃描魚耳內部結構,發現了牠們的聽覺機制。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]在接近揚聲器的地方,聲音的振動沿著軸線來回移動,朝向或遠離揚聲器。魚類可以感測到沿著這條軸線的振動,但無法確定聲音最初的音源方向,這是因為聲音振動是連續來回運動。魚類可以通過分析振動與聲壓結合來解決這個問題。尤德克維茲表示:「聲壓使可壓縮的魚鰾運動,這種運動被內耳的毛細胞感知。通過這第二條間接聽覺通道,聲壓為魚類提供了方向性聽覺所需的參考。這正是1970年代一種空間聽覺模型所預測的,而現在我們通過實驗證實這個論點。」
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]射線鰭魚的聽覺機制與約2/3的淡水魚類相似,表示研究團隊發現的方向性聽覺可能普遍存在。目前研究人員計劃繼續研究在水下播放聲音時,還會有哪些神經細胞會被啟動。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]資料來源:
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