رمزگشایی از سازوکار پژواک‌یابی؛ دلفین‌ها با لمس صداها مسیرشان را پیدا می‌کنند

نیمه‌شب است و هوا تاریک مطلق. فردی در پارکینگ بی‌نور تلاش می‌کند قفل ماشینش را باز کند، اما کلید از دستش می‌افتد. خم می‌شود و دستش را روی زمین حرکت می‌دهد. در سمت چپ، تایر لاستیکی خودرو را لمس می‌کند. عقب‌تر، انگشتانش از روی ریگ‌های تیز و برگ‌های خشک می‌گذرند که صدایی شبیه کاغذ دارند. سرانجام، دستش به تکه‌ای فلزی و سرد با لبه‌های آشنا می‌رسد: کلید.

دانشمندان می‌گویند جست‌وجوی لمسی، نزدیک‌ترین تجربه‌ای است که انسان می‌تواند برای درک پژواک‌یابی دلفین‌ها تصور کند؛ تجربه‌ای که در مطالعه‌ای تازه درباره‌ی مغز این جانوران بررسی شده است.

ما اغلب پژواک‌یابی یا مسیریابی از طریق صدا را به شکل «دیدن با صدا» درک می‌کنیم. تبدیل امواج صوتی به نوعی درک فضایی، مشابه تصاویری است که از طریق نور در مغز ساخته می‌شوند. جانوران پژواک‌یاب با تولید صدا و تحلیل پژواک بازگشتی، محیط پیرامون خود را حس می‌کنند، درست مانند عملکرد دستگاه‌های سونار که امواج صوتی را به اطلاعات تصویری تبدیل می‌کند.

در دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰، دانشمندان روس با کارگذاری الکترود در مغز دلفین‌ها و گرازماهی‌ها، دریافتند که هنگام شنیدن صدا، قشر بینایی مغز این جانوران نیز فعال می‌شود. این کشف با توجه به هم‌جواری مناطق شنوایی و بینایی، پذیرفتنی به‌نظر می‌رسید.

به‌گزارش ساینتیفیک‌امریکن، لوری مارینو، عصب‌پژوه و رئیس پروژه‌ی پناهگاه نهنگ‌ها، توضیح می‌دهد که یافته‌های گذشته در دوران خود قانع‌کننده بودند، اما فناوری‌های پیشرفته‌ی امروزی چشم‌انداز پژوهش‌های عصب‌شناسی را تغییر داده‌اند. مارینو می‌گوید اگرچه هنوز به درکی کامل از تجربه‌ی دلفین‌ها نرسیده‌ایم، استعاره‌ای که پژوهش جدید پیشنهاد می‌کند، یعنی لمس با صدا، دقیق‌تر به نظر می‌رسد.

پژواک‌یابی در دلفین‌ها با نوع انسانی تفاوت دارد. در انسان‌هایی که مکان‌یابی با صدا را آموخته‌اند، این فرآیند بیشتر در قشر بینایی پردازش می‌شود. اما دلفین‌ها به روش متفاوتی عمل می‌کنند. پژوهشگران برای رمزگشایی از تفاوت، مغزهای نگهداری‌شده‌ی سه گونه دلفین پژواک‌یاب را با مغز نهنگ سئی مقایسه کردند؛ جانوری از خانواده‌ی نهنگ‌ها که پژواک‌یاب نیست. آن‌ها با هدف شناسایی نواحی فعال و متصل در مغز این جانوران، مسیر حرکت مولکول‌های آب در طول رشته‌های عصبی را بررسی کردند که می‌توان آن را به ترافیک خودروها در بزرگراه تشبیه کرد.

بررسی‌های پژوهشگران نشان داد که در مغز دلفین‌ها، کلیکولوس تحتانی و مخچه پیوندی قوی دارند، در حالی که در نهنگ سئی چنین ارتباطی دیده نشد. بر اساس یافته‌ها، همانند حس لامسه در انسان، پژواک‌یابی در دلفین‌ها نیز وابسته به بازخورد آنی و توانایی مخچه در تنظیم دقیق حرکت است. کوک توضیح می‌دهد: «هر بار که حرکت می‌کنید، بازخورد جدیدی دریافت می‌کنید و همین بازخورد باعث تغییر حرکت بعدی می‌شود. این یک چرخه‌ی دائمی است: حس، حرکت، حرکت، حس.»

سوفی فلم، نویسنده‌ی اول مطالعه نیز بر همین نکته تأکید دارد. او می‌گوید وقتی دلفینی برای یافتن طعمه نیاز به تنظیم مداوم حرکاتش دارد، طبیعی است که مخچه نقشی کلیدی ایفا کند. البته تفاوت دیگری نیز وجود دارد: میدان دید ما انسان‌ها حدود ۱۸۰ درجه است، اما پرتو صوتی دلفین‌ها بسیار باریک‌تر است و باید مدام جابه‌جا شوند تا به‌تدریج، درک فضایی شکل بگیرد و محیط را بسنجند؛ درست مانند کسی که در تاریکی دنبال کلید گمشده‌اش می‌گردد.

در پایان، مارینو یادآوری می‌کند که درک ما از حواس جانوران، محدود به مدل‌های انسانی است. او می‌گوید: «ممکن است برخی جانوران کارهایی انجام دهند که هیچ نمونه‌ی مشابهی در سیستم حسی ما ندارد. باید بپذیریم که همیشه نمی‌توانیم دنیای آن‌ها را با واژه‌های خودمان توضیح دهیم.»

مطالعه در نشریه PLOS One منتشر شده است.