Hører hverandre i ekkojungelen

Flaggermus navigerer med ultralyd, men klarer likevel å skille ut varselsskrik fra flygende frender i kaoset av ekkolyder. Hjernen sorterer ut det som er viktig.
16.11 2010 05:00

For å kunne “se med ørene”, må flaggermus hele tiden sende ut kraftige lydpulser, som blir reflektert tilbake som ekko.

Disse ekkoene bruker flaggermusene til å bestemme hvordan landskapet ser ut rundt dem, og kanskje enda viktigere: Hvor et næringsrikt lite insektmåltid surrer avsted.

Det sier seg selv at når mange hundre flaggermus snittflyr mellom trærne, er det i en kakofoni av ekkolyder.

Men flaggermus snakker også til hverandre med lyd. De kan skrike et iltert “pass deg”, eller et bønnfallende “vær så snill å ikke gjør meg noe”.


Skjeggbladhake (Foto: saveyourlogo.org)

Hysjer og forsterker

Bridget Queenan fra Georgetown University Medical Center har koblet ledninger til hjernen på flaggermusen for å finne ut hvordan den klarer å skille ut meldingene fra kaoset av ekko.

Hun fant ut at noen hjerneceller hadde til oppgave å hysje på nevroner som behandlet ekkolyder når de viktige beskjedene tikket inn. Signalene fra nevronene som tok imot beskjedene, ble derimot forsterket.

Forsøkene ble gjort på flaggermusarten skjeggbladhake (Pteronotus parnellii), som lever i Amerika. Disse flaggermusene fikk høre kunstig lagede lydpulser i laboratoriet, som skulle etterligne ekko og signaler fra andre flaggermus.

Kan overføres til mennesker

Resultatene viser hvordan flaggermushjernen helt ned på nervecellenivå arbeider med å sortere ut og tolke viktig informasjon.

Bridget Queenan mener denne kunnskapen kan brukes til også å forstå tilsvarende mekanismer i menneskehjernen.

- Som mennesker er vi ikke bare følsomme for babyskrik, men legger også merke til blinkende ambulanselys selv om vi er oppslukt av noe annet.

- Vi vil vite mer om hvordan denne mekanismen virker, sier hun i en pressemelding fra Georgetown University.

Kraftige lyder


Skjeggbladhake (Foto: Nelson Beckman, University of Illinois)

Flaggermusen har et fantastisk finstemt system for å navigere med lyd. Akkurat som i sonar-systemet som brukes i ubåter, sender flaggermusen ut en kraftig lydpuls, og ekkoet tolkes for å danne et bilde av omgivelsene.

Lyden er blant de kraftigste som noe flygende dyr utstøter overhodet, nærmere 130 decibel, godt over smerteterskelen til både mennesker og flaggermus.

Oftest ligger tonehøyden over det vi kan høre. Et nyfødt barn kan høre lyder opp til 20 000 svingninger i sekundet, men flaggermusen sender ut ekkolyder som er opptil ti ganger lysere: over 200 00 svingninger i sekundet.

Flaggermusen beskytter seg mot sine egne kraftige lyder ved å “lukke” ørene i de korte periodene der pulsene sendes ut, eller ved å gjøre seg ufølsom for enkelte tonehøyder.

Avstandsmåler

Flaggermusen bruker to metoder for å se med ørene. Den ene er en form for avstandsmåling.

Den sender ut korte klikk eller lydpulser. Lyden bruker litt tid på å gå ut og bli reflektert som ekko, og denne tiden måles av hjernen til flaggermusen og omsettes til en avstand.

Ved å la denne lydpulsen være en slags støypuls med mange forskjellige frekvenser eller tonehøyder, kan flaggermusen “se” både store og små objekter rundt seg.

Et lekkert lite insekt vil for eksempel bare sende ekko fra de lyseste tonene, mens de mørkere bare vil gå rett gjennom.

Jo nærmere et bytte eller en hindring kommer, desto kortere tid går mellom utsendt lydpuls og ekko.

Derfor vil flaggermusen sende lydpulser i standig økende tempo når den nærmer seg byttet sitt – en slags knirking som går raskere og raskere.

Fartsmåler


Skjeggbladhake (Foto: Smithsonian National Museum of Natural History)

Den andre metoden flaggermusen bruker er en form for fartsmåler. Den sender ut en sammenhengende, lys tone. Når flaggermusen beveger seg mot objektet som lager ekkoet, vil tonehøyden fra ekkoet bli litt lysere.

Motsatt vil det bli litt mørkere når flaggermusen beveger seg vekk fra objektet.

Dette kalles Doppler-effekten, og er den samme effekten du hører når du kjører med tog forbi en planovergang med klokke som faller i tonehøyde når du passerer, eller et bilhorn som plutselig faller i tonehøyde når bilen passerer i retning mot deg og så fra deg.

Siden tonen i avstansmåleren sendes ut sammenhengende, må flaggermusen klare å skille ut det svakere ekkoet fra sin egen øredøvende tone.

Det gjør den ved at øret bare er følsom for lyder i et smalt frekvensområde.

Så klarer flaggermusen det kunststykke å variere tonehøyden på utgående lyd over eller under denne tonehøyden.

Dermed har ekkoet som kommer tilbake, en tonehøyde akkurat lik denne frekvensen, uansett hastighet til eller fra objektet som lager ekkoet.

Bridget Queenan la fram doktorgradarbeidet sitt på årsmøtet til Society for Neuroscience i San Diego 14. november. Hun håper at neste trinn blir å gjøre tilsvarende forskning på flaggermus i flukt.

Referanser/lenker:

B. N. Queenan, Z. Zhang, R. T. Naumann, S. Mazhar, J. S. Kanwal: Multifunctional cortical neurons exhibit response enhancement during rapid switching from echolocation to communication sound processing, Physiol. and Biophysics, Georgetown Univ. Med. Ctr., Washington, DC

Gareth Jones and Marc W Holderied: Bat echolocation calls: adaptation and convergent evolution (Fin bakgrunnsartikkel, publisert i Proceedings of The Royal Society B, 20.10.2006)

Georgetown University Medical Center

Forskning.no takker Leif Gjerde i nettstedet flaggermus.no for hjelp med å finne det norske navnet på flaggermusen.
 

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.