研究:蝙蝠天生具備驚人時間「超感官」,以時間為單位繪制地圖

據媒體報導,來自特拉維夫大學的一項新研究首次揭示,蝙蝠從出生起就知道聲音的速度。為了證明這一點,研究人員從蝙蝠出生起就把它們放在一個富含氦氣的環境中,在這個環境中音速高於正常速度。他們發現,不同於以距離為單位繪制世界地圖的人類,蝙蝠是以時間為單位繪制地圖的。

這意味著蝙蝠感知昆蟲的距離是9毫秒,而非之前認為的1.5米。相關研究報告已發表在《PNAS》上。

研究:蝙蝠天生具備驚人時間「超感官」,以時間為單位繪制地圖

為了確定物體在空間中的位置,蝙蝠使用聲納–它們產生的聲波擊中物體後反射至蝙蝠。蝙蝠則可以根據聲波產生和聲波返回到它們身上之間的時間來估計物體的位置。這種計算取決於聲速,而聲速會在不同的環境條件下發生變化如空氣成分或溫度。比如在空氣炎熱、聲波傳播更快的夏季,聲速跟冬季可能有近10%的差異。自從80年前在蝙蝠身上發現聲納以來,研究人員就一直在試圖弄清楚蝙蝠是在一生中獲得了測量聲速的能力還是天生就有這種持續不斷的感覺。

現在,由Sagol神經科學學院院長、生命科學學院動物學院教員Yossi Yovel教授及他以前的博士生Eran Amichai博士領導的研究人員已經成功地回答了這個問題。

研究:蝙蝠天生具備驚人時間「超感官」,以時間為單位繪制地圖

Yossi Yovel

研究人員進行了一項操縱聲速的實驗。他們使用氦氣豐富空氣成分以提高聲速,另外還在這種條件下撫養幼蝙蝠和成年蝙蝠。無論是成年蝙蝠還是幼蝙蝠都無法適應新的聲速並始終在目標物體前面著陸,這表明它們認為目標物體離它們更近了–也就是說,它們沒有調整自己的行為以適應更高的聲速。

由於這發生在成年人蝙蝠上,而它們已經在正常環境條件下學會了飛翔並在幼年時期學會在聲速高於常規的環境下飛行,所以研究人員得出結論,蝙蝠身上的聲速是天生的–且有一個恆定的感知。「因為蝙蝠需要在出生後的短時間內學會飛行。對此我們假設,進化的『選擇』是為了在敏感的發育時期節省時間,」Yovel教授說道。

這項研究的另一個有趣的結論是,蝙蝠實際上並不根據聲速計算到目標的距離。因為它們不會調整大腦中編碼聲音的速度,所以它們似乎也不會把聲波返回到距離單位的時間轉換成距離單位。因此,他們的空間感知實際上是基於時間而不是距離。

Yossi Yovel表示:「這項研究最讓我興奮的是,我們能夠回答一個非常基本的問題–我們發現,實際上蝙蝠不測量距離而是測量時間以確定自己在空間中的方向。這聽起來像是語義上的差異,但我認為這意味著它們的空間感知跟人類和其他視覺生物有本質上的不同,至少當它們依賴聲納時是這樣的。看到進化在大腦計算策略中產生的多樣性是非常有趣的事情。」

來源:cnBeta