Страница 62 из 149
Это открытие Дулинг подтвердил в ходе изящного эксперимента, в котором разным певчим птицам предлагалось дифференцировать звуки, отличавшиеся только темпоральной микроструктурой{559}. Интуитивно это не представить, поэтому давайте прибегнем к зрительной аналогии. Представьте себе, что вы взяли фильм и переставили в нем каждые три кадра в обратном порядке. Цветовая палитра останется прежней, композиция сцен тоже, сюжетная логика не нарушится. Но что-то все же будет не так, и эту странность вы, скорее всего, ощутите. Примерно так же Дулинг тестировал птиц. Он предъявлял им пары жужжащих звуков: один состоял из повторяющихся кусков, в которых тон на несколько миллисекунд повышался, а потом снова падал; в другом тон в том же диапазоне частот за то же время только снижался. Медленный слух посчитает оба звука одинаковыми, поскольку в среднем тон будет одним и тем же. Но для быстрого слуха они будет совершенно разными. Как выяснил Дулинг, человек различит такие звуки, только если эти повторяющиеся куски будут длиннее 3–4 миллисекунд. Для канареек и волнистых попугайчиков предел находится где-то между одной и двумя миллисекундами, а вот зебровые амадины не сбивались даже при самых коротких кусках, длиной в одну миллисекунду. Эксперимент четко показал, что птицы слышат звуковые детали, которые человеческое ухо воспринять не успевает. Это настолько противоречило результатам всей предшествующей работы Дулинга, что он, по его собственным словам, «просто выпал в осадок». Собственно, как продемонстрировали дальнейшие эксперименты, даже «наша электроника не способна улавливать те мелкие подробности, которые различают птицы». И это был только первый из череды сюрпризов.
Песня зебровой амадины состоит из нескольких отчетливых слогов, которые она всегда пропевает в одном и том же порядке – А-B-C-D-E. Когда Бет Верналео с научной группой, состоящей из учеников Дулинга, переворачивала один из этих слогов – А-В-Ɔ-D-E, – зебровые амадины почти всегда замечали подмену{560}. Людям же это не удавалось даже после долгих тренировок. Зато удвоенный в одном из тестов интервал между двумя слогами люди различали хорошо – он напоминал сбой в записи, – а вот амадины никакого подвоха в этом случае не чувствовали. Две песни, которые человеческое ухо восприняло как разные, для них звучали одинаково.
Студенты Адам Фишбайн и Шелби Лосон пошли еще дальше. Они полностью перетасовали слоги – C-E-D-A-B – однако для амадин эта перетасовка ничего не изменила{561}. Две последовательности получились совершенно разными, но разница эта – не та, которая важна для амадин. Хотя эти птицы выучивают свою индивидуальную последовательность слогов в юном возрасте и до конца жизни сохраняют ее в неизменном виде, «сама последовательность им совершенно безразлична, – говорит Дулинг. – Главное для них – внутреннее устройство каждой ноты». Это как если бы мы в диалоге пристально отслеживали нюансы произнесения собеседником гласных, но при этом не обращали абсолютно никакого внимания на порядок слов в предложениях.
Теперь на мой вопрос можно ответить четко: да, зебровые амадины слышат свои песни совсем не так, как мы{562}. Главной неожиданностью оказалось их безразличие к последовательности слогов, идущее вразрез с нашими интуитивными представлениями о птичьих трелях. Для человеческого уха в последовательности нот есть и красота, и польза. Орнитологи устанавливают по ним принадлежность к определенному виду. Нейробиологам они интересны из-за сходства с человеческим языком. А вот для птиц, которые эти мелодии исполняют, последовательность, оказывается, может быть совершенно несущественной. Впрочем, не для всех{563}. Волнистым попугайчикам порядок нот, судя по всему, не менее важен, чем темпоральная микроструктура. Однако многих других, в том числе японских амадин и канареек, заботит прежде всего второе. Для них красота и значение песни заключены в мельчайших деталях. Они упускают общую акустическую картину, сосредоточиваясь на подробностях, не слыша или не желая слышать леса за деревьями.
У человека все с точностью до наоборот. Для нас каждая следующая трель зебровой амадины звучит абсолютно так же, как предыдущая, поэтому нам простительно считать, будто все они несут одну и ту же информацию. Но, как выяснила коллега Дулинга Нора Прайор, благодаря микроструктуре якобы идентичные исполнения покажутся амадине совершенно разными{564}. Если заменить слог B в одной записи тем же слогом из другой, от птиц это не укроется. Судя по всему, их песни полны мелких нюансов, которые нам попросту недоступны. Там, где мы слышим бесконечные повторы одной и той же неизменной рулады, они, вероятно, получают сведения о поле исполнителя, его здоровье, индивидуальных особенностях, намерениях и прочем. Зебровые амадины поют, чтобы создать пару на всю жизнь, отыскать друг друга после расставания, не теряться во время дальних перелетов и координировать родительские обязанности. Не исключено, что все это они проделывают с помощью информации, зашифрованной в темпоральной микроструктуре их песен.
Слушать животных увлекательно в том числе и потому, что нам интересно, о чем они говорят друг другу. Писатели напридумывали персонажей вроде доктора Дулиттла, умеющего понимать чириканье, блеяние и шипение других видов. Мы наивно полагаем, что все дело в «незнании языка», и будь у нас какой-нибудь человеческо-птичий словарь, мы бы вдруг заговорили на птичьем. Но такого словаря не существует, и работы Дулинга напоминают нам почему: в межвидовом коммуникационном барьере имеется и сенсорная составляющая. Смысл птичьих песен закодирован в тех их особенностях, которые наше ухо не улавливает, а наш мозг оставляет без внимания. «Теперь, слыша птичьи трели, я поражаюсь их вычурности, но понимаю, что большая часть заложенного в них все равно проходит мимо меня, – делится со мной Дулинг. – Многое, что воспримет там другая птица, мне просто недоступно».
В начале 2000-х гг., когда Роберт Дулинг проводил свои первые эксперименты с темпоральной микроструктурой, Джеффри Лукас случайно обнаружил еще одну неожиданную грань птичьего слуха. Вместе со своими коллегами он прикреплял электроды к головам представителей шести видов североамериканских птиц, проверяя, как их слуховые нейроны реагируют на разные звуки{565}. Эта простая методика известна как тест на слуховой вызванный потенциал (СВП). Врачи с ее помощью проверяют остроту слуха у пациентов, биологи же выясняют, что слышат животные. Лукас пытался разобраться, различается ли слух у исполнителей более и менее сложных песен. По стечению обстоятельств эксперимент проводился в два этапа – один зимой, а второй весной, – и, сравнив затем зимние результаты с весенними, Лукас увидел, что они совсем разные. То есть птицы слышат по-разному в зависимости от сезона.
Эти сезонные изменения обусловлены важным компромиссом, на который приходится идти любому уху. Допустим, я сыграл вам две музыкальные ноты – одну с частотой 1000 Гц, а другую – 1050 Гц. Они примерно соответствуют двум соседним клавишам самой высокой октавы фортепиано, и различить их должно быть не трудно. Но если я сыграю 10-миллисекундные отрывки тех же нот, мы их уже не различим. Почему? Потому что за такой короткий временной промежуток обе ноты выдадут всего по десять колебаний и прозвучат одинаково. Если же увеличить длину отрывка до 100 миллисекунд, одна выдаст 100 колебаний, а вторая – 105, и различие проявится. Таким образом, чем больший период времени нейроны животного суммируют информацию о звуке, тем лучше его ухо различает схожие частоты. Но при этом у него притупляется чувствительность к быстрым изменениям, которые происходят в рамках этого периода. Мы уже наблюдали аналогичный компромисс в главе о зрении: глаз может обладать либо исключительным разрешением, либо исключительной чувствительностью – иметь и то и другое одновременно невозможно. Точно так же и ухо может обладать либо исключительным темпоральным разрешением, либо исключительной чувствительностью к высоте тона, но не тем и другим сразу{566}. «Слуховая система, ориентированная на скорость, принципиально отличается от слуховой системы, ориентированной на частоты», – объясняет Лукас. И как ему удалось выяснить, птицы не обязаны раз и навсегда выбирать одно из двух. Они могут переключаться между этими вариантами в зависимости от своих потребностей.