Текст книги "Этот обыкновенный загадочный дельфин"

Автор книги: Александр Супин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 17 страниц)

Форма зрачкового отверстия различна у разных животных. У нас с вами зрачок имеет вид круглого отверстия в центре радужки: чем сильнее освещенность, тем меньше диаметр отверстия. У кошки – всем известно – зрачок имеет вид вертикальной щели: чем сильнее освещенность, тем меньше ширина щели, а ее высота почти не меняется. У других животных встречаются зрачки и прямоугольной, и треугольной формы – все зависит от того, как вмонтированы в радужку мышечные волокна, сужающие отверстие.

Но у дельфина зрачок не похож ни на человеческий, ни на кошачий, ни на чей-либо еще. Когда увеличивается освещенность, то из верхней части радужки выдвигается выступ; его называют оперкулюм (звучит очень неуклюже, потому что слово латинское; но поскольку ничего подобного ни у каких других животных не наблюдали, то даже русского названия для него не придумали). Оперкулюм сужает зрачок таким образом, что он приобретает вид серповидной щели. Чем сильнее освещенность, тем уже щель. И если освещенность достаточно высокая, то нижний край оперкулюма выдвигается настолько, что смыкается с противоположным краем зрачкового отверстия. Щель исчезает, и вместо нее остаются только два отдельных отверстия: в передней и в задней части радужки.

Каждое из двух зрачковых отверстий расположено как раз там, где центральная часть светового пучка должна пройти через уплощенную часть роговицы, чтобы попасть на соответствующую зону наилучшего видения. При этом краевые части светового пучка, проходящие через искривленную часть роговицы, отсекаются. Изображение в зонах наилучшего видения не размывается плохо сфокусированным светом, проходящим через края хрусталика.

Правда, такое сильное сужение зрачка, при котором он распадается на два отдельных отверстия, происходит только при достаточно ярком освещении; в сумерках зрачок расширяется и пропускает весь попадающий на глаз свет. Ну и что же! Ведь сужение зрачка, позволяющее свету попадать в глаз только через краевые части роговицы, необходимо дельфину только для зрения в воздухе, над водой. А именно над водой освещенность высока, и зрачок приобретает вид двух отверстий. Под водой же освещенность резко падает с каждым метром глубины (ведь вода намного менее прозрачна, чем воздух). Там зрачок дельфина сильно расширяется, и свет попадает в глаз через всю роговицу – и через ее уплощенные края, и через центральную, выпуклую часть, чтобы уловить побольше света в подводных сумерках. Но под водой-то это не страшно: там преломления света на роговице почти нет, и какой она формы – совершенно не важно.

Подведем некоторые итоги всему тому, что рассказано об устройстве глаза дельфина. Одинаковая пригодность его глаза для зрения и в воде, и в воздухе обеспечивается не какой-то одной его особенностью, а изящной комбинацией нескольких необычных особенностей строения: наличием в сетчатке двух зон наилучшего видения, шаровидной формой хрусталика, благодаря которой каждая из этих зон «смотрит» сквозь лежащий напротив нее край роговицы; меньшей кривизной этих краевых частей роговицы и наличием двух зрачковых отверстий, которые пропускают только тот свет, который проходит через мало искривленную роговицу. Все это вместе и создает уникальную конструкцию дельфиньего глаза.

Вот что, однако, еще интересно. Если у дельфина две зоны наилучшего видения, то какая из них на самом деле используется, чтобы в деталях рассмотреть какой-либо предмет? Иначе говоря, что считать для этого животного направлением взора: то, в котором «смотрит» передняя зона наилучшего видения, или то, куда «смотрит» задняя? Оказалось, и то и другое. То есть у дельфина могут быть сразу два направления взора, а может использоваться преимущественно одно или другое. Причем эти два направления взора по-разному используются под водой и на воздухе. Если дельфин поднимает голову над поверхностью воды, чтобы рассмотреть какой-то надводный предмет – например, человека, стоящего у края бассейна, то он повернет голову так, чтобы объект его интереса оказался прямо перед ним. При этом человеку, в свою очередь, очень хорошо видно, что на него уставились оба глаза дельфина, от которых линия взора проходит немного ниже рострума. Ясно, что в данном случае рассматриваемый человек оказывается в передней зоне наилучшего видения. А вот если под водой дельфин заинтересовался, например, подплывшим к нему аквалангистом и хочет рассмотреть его получше, то он повернется к человеку боком и будет рассматривать его не двумя, а одним глазом. При этом человек окажется в заднебоковой зоне наилучшего видения.

Значит ли это, что передняя зона наилучшего видения предназначена только для надводного, а заднебоковая – только для подводного зрения? Вовсе нет. В иных ситуациях и под водой очень эффективно используется передняя зона. Ведь она направлена туда, куда движется животное. А для быстро движущегося дельфина пространство впереди по ходу движения всегда представляет собой зону повышенного интереса, ведь именно там чаще всего появляется что-то новое; именно туда надо смотреть особенно внимательно. Тут уж главную роль играет именно передняя зона наилучшего видения.

И в заключение несколько слов о зрительных способностях разных дельфинов и других китообразных, о том, насколько острое у них зрение. Выше мы описывали, как измеряется острота зрения в экспериментах на специально обученных дельфинах. Но такие детальные измерения можно выполнить не на любом виде: они требуют длительного содержания животного в неволе и продолжительного предварительного обучения, а условия для этого есть не всегда. Можно ли найти более простой и доступный метод? Оказывается, можно. Для этого нужно у погибшего дельфина извлечь сетчатку глаза, сделать из нее – так, как описано выше, – препарат, который позволит под микроскопом увидеть нервные клетки сетчатки, и подсчитать, сколько таких клеток приходится на единицу площади сетчатки, то есть какова плотность расположения клеток. Зная плотность клеток, можно рассчитать, на каком расстоянии друг от друга находятся соседние клетки: чем плотнее они расположены, тем это расстояние меньше. А расстояние между соседними нервными клетками сетчатки как раз и определяет в значительной степени остроту зрения: если расстояние маленькое, то клетки могут передать информацию о мелких деталях изображения; если расстояние большое, то возможна передача информации только о более крупных деталях. Дело обстоит примерно так же, как в фотоаппарате: если он заряжен мелкозернистой пленкой, то изображение получается лучше, а если пленка крупнозернистая, то изображение похуже, погрубее. Разумеется, для лучшей остроты зрения, как и для качественной фотографии, нужна не только «мелкозернистая» сетчатка, но и хорошая фокусировка; но мы уже выяснили, что с этим у дельфинов все в порядке, так что по «зернистости» (т. е. плотности нервных клеток) сетчатки неплохо можно оценить остроту зрения.

Об остроте зрения у дельфинов-афалин мы уже говорили выше: у них острота зрения была измерена непосредственно по их поведенческим реакциям на зрительные изображения-решетки. Напомню: получилась острота зрения около 9 угловых минут в воде и 12 минут в воздухе. А что показали расчеты, основанные на плотности нервных клеток сетчатки? Ровно столько же! Так что можно считать: метод оценки остроты зрения у дельфинов по плотности клеток в сетчатке успешно прошел проверку, и следует использовать его для других дельфинов и китов, для которых прямых экспериментальных измерений нет.

И вот что получилось. У большинства дельфинов и китов острота зрения примерно такая же, как у афалины, то есть 9–10 угловых минут в воде и соответственно 12–13 минут в воздухе. Это чуть похуже, чем, например, у кошки, но в общем совсем неплохо. У многих наземных животных острота зрения находится примерно на том же уровне – у одних получше, у других похуже. Только у обезьян и человека острота зрения намного лучше – около 1 минуты, но это за счет того, что зона наилучшего видения сжата в очень маленькое пятнышко. Конечно, и для дельфинов, и для других животных, и для человека речь идет о максимальной остроте зрения, то есть об остроте зрения в зоне наилучшего видения; в других частях поля зрения она хуже. Так что в целом зрение у китообразных вполне приличное.

Есть, однако, и исключения. Некоторые китообразные, а именно речные дельфины, имеют значительно худшую остроту зрения. Например, у амазонского речного дельфина (животное, обитающее в реках Южной Америки) острота зрения оказалась в несколько раз хуже, чем у других собратьев: они могут различать детали изображения размером примерно в 40–50 угловых минут, то есть почти в целый угловой градус. Это происходит потому, что эти амазонские дельфины обитают в речных водах, которые всегда несут массу взвешенных частиц ила, глины, песка. Поэтому вода там очень мутная, почти непрозрачная. Вода вообще намного менее прозрачная среда, чем воздух, но в воде Амазонки нельзя ничего рассмотреть на расстоянии больше чем несколько десятков сантиметров, иногда и того меньше. Но если рассматриваемый предмет находится на расстоянии 20–30 см, то один угловой градус соответствует величине предмета или детали всего лишь в полсантиметра или меньше, то есть можно различить достаточно мелкие детали. Значит, зрение речного дельфина вовсе не такое уж плохое; оно просто приспособлено к рассматриванию предметов на очень близком расстоянии, поскольку на большем расстоянии все равно ничего не видно.

Кстати, амазонский дельфин отличается от других китообразных не только худшей остротой зрения, но и еще одной особенностью. У него не две зоны наилучшего видения, как у других китообразных, а только одна. То есть как у всех наземных млекопитающих? – спросите вы. Нет, не совсем так, потому что эта зона находится не в центре, а в верхней части поля зрения – ни у какого другого животного из числа млекопитающих такого нет. А все дело в том, что очень мутная, малопрозрачная речная вода не только «размывает» изображения предметов, но и сильно поглощает свет. В такой воде уже на глубине нескольких метров полная темнота. Если что-то и можно разглядеть, то только в самом поверхностном слое, где свет еще не успел поглотиться частицами мути. Вот глаз амазонского дельфина и оказался построенным таким образом, что зона наилучшего видения смотрит вверх, туда, где побольше света.

Ну а теперь самое время вернуться к полусерьезному вопросу о том, сколько глаз у дельфина. С одной стороны, вроде бы два глаза, как и положено любому нормальному зверю. А с другой стороны – у дельфинов (если не считать амазонского) каждый глаз как бы удвоен: в нем две зоны острого зрения, два зрачковых отверстия, которые смотрят в две разные стороны, два направления взора. Так что два дельфиньих глаза иногда работают как четыре. Получается, что вопрос-то был не совсем глупый.

Глава десятая
Где у дельфина уши?

Всякая вещь есть форма проявления беспредельного разнообразия.

Козьма Прутков

Довольно уж мы поговорили о дельфиньих глазах. Пора заняться и его ушами. Однако где же у дельфина уши? Когда мы рассматривали строение тела дельфина, то как-то совсем забыли сказать что-нибудь о его ушах. Глаза на своем месте, как обычно. Ноздрей хоть и нет на привычном месте, но вместо них есть дыхало. А вот ушей не видно совсем.

Уши у дельфина, конечно, есть. И притом прекрасные уши, обеспечивающие ему тончайший слух. Но снаружи их действительно совсем не видно. Ведь то, что в просторечии обычно называют ухом, это только часть нашего органа слуха, и притом не самая важная – ушная раковина. Служит она для того, чтобы, как рефлектор, собирать и фокусировать звуковые волны, направляя их в слуховой проход – трубочку, ведущую уже собственно к органу слуха, где звуковые волны и улавливаются специальным приемником.

Конечно, ушная раковина – хоть и не основная, но тоже очень важная часть органа слуха. Во-первых, концентрируя звуковые волны, она повышает чувствительность слуха. Во-вторых, она помогает определить направление на источник звука: вспомните, как двигаются, отыскивая источник звука, ушные раковины кошки или собаки.

Но у дельфина ушной раковины нет совсем. Более того, у него нет и ушного прохода – той трубки, которая у других животных проводит звук непосредственно к органу слуха. На голове дельфина трудно заметить какие-либо отверстия в том месте, где у других животных открывается слуховой проход. Можно увидеть, однако, крошечную, едва заметную точку в том месте, где могло бы быть слуховое отверстие. Это след слуховых проходов, которые имелись у древних наземных предков дельфинов, но полностью заросли, закрылись у существующих ныне.

Так что если у дельфина и есть уши, то они полностью упрятаны, замурованы внутри головы. Но тогда как же он слышит, если у него нет даже слуховых проходов, и почему он лишен такого полезного устройства, как ушная раковина?

Ответ прост. Ни ушная раковина, ни даже слуховой проход дельфину не нужны. Для животного, обитающего в воде, они просто бесполезны. А все дело в физических особенностях воды, воздуха и тканей тела животного, точнее, в их акустических свойствах как проводников звука.

Наверное, всем известно, что звук – это очень быстрые (с частотой от нескольких десятков до десятков тысяч колебаний в секунду) упругие колебания, которые волнообразно распространяются в воде, воздухе или другом веществе. Но упругие свойства разных веществ очень сильно различаются. Воздух – очень «мягкая» среда: его можно заметно сжать, приложив даже относительно небольшое усилие. Жидкости, в том числе вода, намного более «жесткие» среды: можно приложить к воде очень большое давление, но объем ее заметно не изменится. В школьных учебниках даже пишут, что вода несжимаема. Это, конечно, не совсем точно: если бы вода была совсем несжимаема, то упругие волны, в том числе звук, совсем не могли бы в ней распространяться, а на самом деле звук распространяется в воде очень даже хорошо. Но действительно сжимаемость воды в тысячи раз меньше, чем воздуха. Поэтому хотя основной принцип возникновения звуковых волн в воде и в воздухе совершенно одинаков, но по своим характеристикам волны в этих двух средах различаются очень сильно.

Ну а что касается тканей нашего тела, то ведь они в значительной степени состоят из воды, поэтому акустические свойства живых тканей очень близки к свойствам воды, то есть значительно отличаются от свойств воздуха.

Поэтому когда звук, распространяющийся в воздухе, достигает поверхности нашего тела – намного более жесткого, чем воздух, – он как бы наталкивается на препятствие. Звук практически не проникает внутрь тела, а почти полностью отражается от него. Естественно, что если бы орган слуха был полностью спрятан внутри нашего тела, то звук не мог бы его достигнуть. Поэтому нам (как и всем животным, живущим в воздушной среде) необходим слуховой проход – специальный, заполненный воздухом канал, по которому звук беспрепятственно проводится прямо до органа слуха. Там специальная мембрана – барабанная перепонка – отзывается вибрацией на приходящие звуковые волны и передает эти колебания дальше по назначению.

Но и способность звука отражаться от тканей тела тоже с пользой используется нашим организмом: именно благодаря такому отражению ушная раковина может работать как хороший рефлектор. Форма ушной раковины такова, что звук, отраженный от ее внутренней поверхности, фокусируется, концентрируется как раз в области слухового отверстия.

Совершенно иная ситуация создается в воде. Поскольку акустические свойства воды и тканей тела очень близки, звуковые волны, распространяющиеся в воде, почти «не замечают» границы между водой и телом животного, они свободно проникают прямо внутрь живых тканей. Под водой тело животного становится практически «прозрачным» для звука! А раз так, то не нужен никакой специальный канал для подведения звуковых волн к органу слуха: волны приходят к нему прямо сквозь тело. Ушная же раковина становится попросту бесполезной: ясно, что если она прозрачна для звуковых волн, то не может их отражать, не может выполнять роль рефлектора.

Вот почему на поверхности тела дельфина мы не видим ни ушной раковины, ни отверстий слуховых проходов. Животное прекрасно обходится без них.

Но, как оказалось, нечто, выполняющее роль слуховых проходов, у дельфинов все же есть. Но на обычный слуховой проход, какой мы видим у себя или у нашей кошки, или собаки, это ни капельки не похоже. Я уже говорил, что по способности проводить звук ткани живого тела довольно похожи на воду. В общем-то, это верно, но все-таки живые ткани – не совсем вода, и у разных тканей – кожи, мышц, кости – свойства заметно различаются. Так что какие-то ткани проводят звук лучше, а какие-то хуже. А нельзя ли из тех тканей, которые проводят звук лучше, чем другие, соорудить такой звуковод, канал для проведения звука, чтобы звук попадал к органу слуха легче и с наименьшими потерями? Выяснилось – можно. И такой звуковод в голове дельфина есть. Но расположен он… Готов поспорить: тот, кто раньше не читал и не слышал об этом, сам ни за что не догадается, где устроен звуковод в дельфиньей голове. Оказалось – в нижней челюсти!

А впрочем, если посмотреть на это непредвзято, почему бы и нет? Нижняя челюсть занимает очень выгодное положение, чтобы устроить звуковод именно в ней. Челюсти дельфина вытянуты довольно далеко вперед, поэтому звук, приходящий к нему спереди (а для любого животного это самое важное направление), первым делом достигает челюстей. А нижняя челюсть и у дельфина, и у других животных, и у нас с вами прикрепляется к черепу как раз под тем местом (оно называется барабанной костью), где и расположен орган слуха. Так что устроить там звуковод – прямой резон.

Кость нижней челюсти у дельфина полая внутри, и этот полый канал заполнен особым жироподобным веществом, которое является прекрасным проводником звука. Таких каналов, конечно, два – в правой и левой стороне челюсти, и подходят они соответственно к правому и левому уху. Передний конец каждого канала почти выходит на наружную поверхность челюсти, и в этом месте кость настолько тонкая, что она совсем не мешает звуку попадать из воды через кожу и тонкую кость внутрь этого канала. Понятно, почему это место на поверхности челюсти называют акустическим окном. А попав во внутричелюстной канал, звук почти без потерь распространяется до заднего конца этого канала, который подводит звук прямо к барабанной кости, к органу слуха. Хоть такая конструкция и представляется на первый взгляд несколько странной, но работает безотказно.

Вот уж и вправду удивительный зверь наш дельфин:

 
Этот зверь макушкой дышит,
Подбородком звуки слышит…
 

Глава одиннадцатая
Как проверить слух у дельфина

Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий.

Козьма Прутков

Что же способен услышать дельфин такими необычно устроенными ушами? Оказалось, очень многое. Но прежде чем перечислять, на что способен и на что не способен слух этого животного, имеет смысл вкратце рассказать о том, как можно узнать про слуховые способности дельфина. Это ведь не очень просто.

Когда пациент приходит к ушному врачу, тот обычно определяет остроту слуха пациента просто: очень тихо произносит разные слова и просит их повторять. Если пациент хорошо слышит все слова, произносимые врачом, и безошибочно их повторяет, значит, со слухом у него все в порядке. Если пациент что-то недослышал и повторить не может – слух неважный. Иногда врач пользуется специальным прибором – аудиометром, который издает звуки строго определенной высоты и громкости, а пациент сообщает, какие звуки он слышит, а какие – нет. В любом случае врач по ответу пациента узнает, что тот смог, а что не смог расслышать.

Но с животным, в том числе с дельфином, такой способ не пройдет. Животное ведь не сможет сказать человеку, что именно он услышал: мы уже выяснили, что разговаривать с ними на их языке люди еще не научились, а дельфины на человечьем языке – и подавно. Так что приходится действовать хитрее. Тем не менее есть много способов узнать, что слышит дельфин.

Один способ очень похож на тот, который использовался при исследовании зрительных способностей. Нужно обучить дельфина совершать определенное действие – например, нажать челюстями на опущенную в воду педаль или на мячик – в ответ на определенный сигнал. Только сигнал на этот раз будет не зрительный, а звуковой. Наберемся терпения и потренируем дельфина как следует, чтобы в ответ на звуковой сигнал он совершал нужное движение без осечки. А когда эта цель достигнута, начнем менять какие-то свойства звука, например делать его все более и более тихим. До поры до времени это никак не влияет на поведение дельфина: он по-прежнему в ответ на каждый сигнал подходит к педали и нажимает ее (конечно, за каждый такой правильный поступок он получает в награду рыбку, чтобы интерес к работе не угас). Но вот убавили громкость звука еще немного, и, несмотря на свое желание заработать очередную рыбку, дельфин начинает ошибаться, пропускает сигналы. Сделали звук еще потише, и животное совсем перестало его замечать. Значит, мы достигли той предельно низкой громкости, при которой дельфин еще может уловить звук. Эта минимальная громкость называется порогом слышимости. Найдя эту величину, можно сравнить ее с тем, что получается в таких же испытаниях у других животных или у человека, и оценить, насколько хорош или плох слух дельфина.

Определение пороговой громкости – это пример, поясняющий основной принцип определения свойств слуха по поведению животного. Ясно, что таким же способом можно исследовать не только чувствительность, но и другие, самые разные возможности слуха. Это делают, меняя разные свойства звука и устанавливая, при каких условиях животное способно услышать звук, а при каких – нет.

Можно, например, менять частоту звуковых колебаний (от нее зависит то свойство звука, которое мы называем высотой) – делать ее все более и более высокой; когда частота звуковых колебаний станет слишком уж высокой, они перестанут восприниматься слуховой системой, и поведение обученного дельфина тотчас «доложит» нам об этом. Так можно установить, какую предельную частоту звуковых колебаний способен слышать дельфин – это тоже важнейшая характеристика слуха.

Более того, можно определить, насколько хорошо животное не только воспринимает, но и различает звуки. Например, опустим в воду два источника звука (такие подводные излучатели звука называют гидрофонами) и сделаем так, чтобы один из них издавал звук более высокого тона, а другой – более низкого. Научим дельфина в ответ на звук подходить всегда к тому гидрофону, который издает, например, более высокий звук (можно и наоборот, это совершенно не важно). Пока разница в тональности звуков от одного и от другого гидрофона достаточно велика, дельфин безошибочно выбирает тот, который нужно. Начнем уменьшать эту разницу – звуки от двух источников становятся все более и более близкими по тональности, более похожими друг на друга. Если уменьшить различие между звуками до определенного предела, то дельфин уже не сможет разобрать, к какому из двух гидрофонов надо подходить, начнет путаться, действовать наугад. Значит, мы определили то минимальное различие между звуками, которое животное еще улавливает, – это различие и есть точная мера его способности различать звуки. Понятно, что таким же точно способом можно измерить, как дельфин различает звуки не только по высоте, но и по громкости, тембру, по любым другим свойствам.

Какие именно слуховые возможности дельфинов исследовались и что при этом получилось, об этом речь пойдет немного позже. А сейчас посмотрим, нет ли более удобного и эффективного способа исследовать слуховые возможности дельфинов. Ведь предварительная дрессировка, которая требуется для исследования слуха описанным выше способом, – это очень трудоемкое и долгое занятие, да и вся последующая процедура измерения требует от исследователя бездны терпения и упорства. Это ведь только на первый взгляд все выглядит так просто и ясно: подошел дельфин к гидрофону или педали – значит, слышит; не подошел – не слышит. В реальности все намного сложнее. Он может подойти к педали и не расслышав звука, просто случайно либо на всякий случай – вдруг получит награду. А может и расслышать, но не подойти: отвлечет его что-то или задумается о чем-то своем, о дельфиньем. Чтобы из хаоса таких случайностей выделить «чистые», заслуживающие доверия сведения, нужны многократные пробы, повторения, результаты которых будут потом обработаны методами статистики. А тут новые сложности: повторили несколько раз сигнал, каждый раз поощряя дельфина рыбкой, и он уже сыт, да и надоело ему повторять одно и то же – больше работать сегодня он не хочет. А то просто окажется в дурном настроении (с подружкой поссорился или с приятелем подрался) и не захочет работать: звук явно слышимый, а дельфин, как обиженный ребенок, уткнулся носом в угол и не желает подходить к педали. Эксперимент насмарку, и нужно ждать, пока испытуемый снова захочет работать активно. Иногда для проведения одной серии измерений требуются месяцы и годы. Может быть, можно придумать такой способ, чтобы измерения проводить побыстрее и не зависеть от капризов животного? Оказывается, можно. Этот способ основан на регистрации электрических сигналов мозга.

Мозг состоит из миллиардов нервных клеток. А работа любой из них сопровождается появлением вокруг нее электрических токов. Каждая нервная клетка – это миниатюрный электрический генератор. Всякий раз, когда к клетке приходят сигналы от других клеток, а она, в свою очередь, передает этот сигнал дальше, в ней на мгновение вспыхивает сложная цепочка электрохимических реакций, и вокруг клетки возникает электрический разряд. Мощность этого разряда микроскопически мала: ведь сам генератор разряда – клетка – размером в тысячные доли миллиметра. Чтобы уловить электрический ответ одной такой клетки, нужно ввести в мозговую ткань тончайший электрод и подвести его к клетке вплотную, на расстояние опять же не больше чем тысячные доли миллиметра, а к этому электроду подключить специальный высокочувствительный электронный усилитель, способный почувствовать микроскопически слабый клеточный разряд. В принципе современная экспериментальная и хирургическая техника вполне позволяют выполнить такую процедуру, причем не причиняя животному боли и других неприятностей. Но на высокоорганизованных животных, в том числе на дельфинах, такие эксперименты никогда не проводятся: ведь введение любого инструмента или электрода в святая святых – в мозг животного – может быть небезопасно для его здоровья, да и с этической точки зрения такие действия выглядят не очень-то достойно. К счастью, это и не обязательно. Есть способы, которые позволяют зарегистрировать электрические сигналы мозга совершенно безопасно и безболезненно.

Если животное воспринимает какой-нибудь сигнал, например слышит звук, то при этом практически одновременно срабатывают не одна и не несколько, а тысячи тех нервных клеток, которые имеют отношение к восприятию и анализу этого сигнала. Электрические ответы всех этих нервных клеток складываются, и в результате возникает электрический ответ мозга, намного более мощный, чем ответ каждой из клеток в отдельности. Возникающий при этом электрический ток, пройдя сквозь ткань мозга, кости черепа, мышцы и кожу, может достичь поверхности тела. А это значит, что достаточно приложить к поверхности головы простые металлические контакты-электроды, соединенные проводами с чувствительным усилителем электрических сигналов, и будет зарегистрирован электрический ответ мозга на звуковой сигнал.

Конечно, когда мы говорим об электрическом ответе мозга, что он намного более мощный, чем разряд одной клетки, нужно иметь в виду, что значит «мощный». Нас ведь не «трясет» электрическим током, возникающим в собственной нашей голове, всякий раз, когда мы что-нибудь увидели или услышали. Сильным этот ток может казаться только по сравнению с микроскопически слабым ответом одной нервной клетки, но это действительно ничтожно слабый электрический ток. А те отголоски электрических процессов в глубине мозга, которые достигают поверхности тела, еще более слабы. Электрические напряжения, возникающие на поверхности головы человека или дельфина, составляют миллионные доли вольта, а то и меньше – это в десятки миллионов раз меньше, чем нужно, чтобы зажечь лампочку карманного фонарика. Но современным электронным измерительным приборам такие напряжения вполне доступны.

Нужно подчеркнуть специально: электрические напряжения и токи, возникающие на поверхности головы при действии разнообразных сигналов, не являются результатом подключения электродов и электронной аппаратуры, они не создаются этими приборами, а существуют сами по себе. Электроды и усилитель электрических сигналов нужны только для того, чтобы уловить эти сигналы и сделать их доступными для наблюдения.

Но ведь звуковые, зрительные и другие сигналы воздействуют на органы чувств животных и человека постоянно. Значит, мозг любого существа, в том числе и наш, непрерывно вырабатывает электрические сигналы? Да, именно так. Все время и при любых обстоятельствах – работаем мы или отдыхаем, двигаемся или спим – на поверхности нашей головы переливается невидимая картина электрических напряжений – продукт работы нашего мозга. Но мы совсем не замечаем этого и не ощущаем воздействия тока, потому что эти сигналы, даже если они создаются работой миллионов нервных клеток, все равно чрезвычайно слабы. Узнать о существовании этих электрических сигналов можно только с помощью высокочувствительных приборов.

Впрочем, если мы хотим уловить электрические ответы мозга на какие-то сигналы, например звуковые, то иметь высокочувствительную аппаратуру – это еще полдела. Ведь помимо тех нервных клеток, которые реагируют на звуковой сигнал, в это же время работают и генерируют электрические токи миллионы других клеток мозга, которые заняты совсем другими делами. Да еще, помимо клеток мозга, в организме есть множество других источников электрических токов, в том числе и более мощных, чем нервные клетки, например мышцы; при любом движении они тоже работают как электрические генераторы. Все это создает такую какофонию разнообразных электрических шумов, что интересующий нас ответ на звуковой сигнал совершенно в ней потеряется. И с этим ничего не сможет поделать даже самый высокочувствительный усилитель: ведь он «не знает», каков источник того или иного электрического потенциала, и поэтому одинаково добросовестно усиливает и ответ мозга на звуковой сигнал, и маскирующие его помехи.