hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences10.59887/fpg/vxe3-6531-nkuphydrophysics-1203Research ArticleВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ, ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫINTERACTION OF MARINE OBJECTS*, OCEAN‏ AND ‏ATMOSPHEREЭффективность идентификации дельфинами (Tursiops truncatus) классов сложных шумоподобных сигналов в условиях пространственной неопределенности их одновременного предъявленияAkhi A.V. Efficiency of Identification of Complex Noise-Like Signal Classes by Dolphins (Tursiops truncatus) under Simultaneous Presentation Spatial Uncertaintyhttps://orcid.org/0000-0001-7498-3757АхиА. В.AkhiA. V.

АХИ Андрей Валентинович

Scopus Author ID: 24398493700; WoS ResearcherID: K-6341-2018; РИНЦ Author ID: 885246

194223, Санкт-Петербург, пр. М. Тореза, 44.

194223, St. Petersburg, M. Thorez pr., 44.

andrey.akhi@gmail.comИнститут эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАНРоссияSechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Russian Academy of SciencesRussian Federation20232304202316190–97Copyright © Ахи А.В., 20232023Ахи А.В.Akhi A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/1203

В рамках исследования способности слуховой системы дельфинов решать сложную задачу идентификации и классификации по определенным инвариантным признакам шумоподобных сигналов рассмотрена возможность ее решения в условиях пространственной неопределенности их одновременного предъявления. На дельфинах-афалинах, обученных распознавать и классифицировать подобные сигналы, проведено исследование их возможности выбора определенного класса сигналов из нескольких, одновременно звучащих. Дельфин должен был распознать сигнал положительного класса при одновременно звучащей паре сигналов: положительный-отрицательный (альтернативный выбор) и при одновременно звучащих трех сигналах: положительный-отрицательный-отрицательный (многоальтернативный выбор). Показано, что дельфин эффективно решает поставленную задачу при простом альтернативном пространственном выборе из двух источников сигналов, на пределе достоверности при выборе из трех источников и недостоверно при выборе из большего количества источников.

The possibility of dolphin’s auditory system to solve the complex problem of identifying and classifying noise-like signals according to certain invariant features is considered under conditions of spatial uncertainty of their simultaneous presentation. There was studied the ability of bottlenose dolphins, which were trained to recognize and classify such signals, to select a certain class of signals from several that sound simultaneously. The dolphin had to recognize a positive class signal with a pair of simultaneously sounding signals: positive-negative (alternative choice) and with simultaneously sounding three signals: positive-negative-negative (multiple choice). It’s shown that the dolphin effectively solves the problem with a simple alternative choice of two signal sources, at the limit of reliability when choosing from three sources and unreliable when choosing from more sources.

дельфиншумоподобный сигналклассификацияпространственная неопределенностьальтернативный выбормногоальтернативный выборdolphinnoise-like signalclassificationspatial uncertaintyalternative choicemultiple choiceРабота выполнена в рамках гос. задания № 075-00967-23-00 на 2023 г.The study was carried out within the framework of the State assignment No. 075-00967-23-00 for 2023.ReferencesЛямин О.И., Корнева С.М., Рожнов В.В., Мухаметов Л.М. Китообразные и акустический шум: от наблюдений за поведением животных к регистрации физиологических реакций // Морские млекопитающие Голарктики. 2012. Т. 2. С. 41–47.Lyamin O.I., Korneva S.M., Rozhnov V.V., Mukhametov L.M. Cetaceans and acoustic noise: From observations of animal behavior to registration of physiological reactions. Marine Mammals of the Holarctic. 2012, 2, 41–47.Абрамов А.П., Голубков А.Г., Королев В.И., Фрадкин В.Б. О помехозащищенности гидролокатора дельфина // Труды Акустического института. 1971. Вып. 17. С. 24–28.Abramov A.P., Golubkov A.G., Korolev V.I., Fradkin V.B. About dolphin`s sonar noise immunity. Proceedings of Acoustic Institute. 1971, 17, 24–28 (in Russian).Бурдин В.И., Марков В.И., Резник А.М., Скорняков В.М., Чупаков А.Г. О способности черноморской афалины различать полезный сигнал на фоне шума // Морфология и экология морских млекопитающих. М., 1971. С. 106–111.Burdin V.I., Markov V.I., Reznik A.M., Skornyakov V.M., Chupakov A.G. About the ability of Black Sea bottlenose dolphin to distinguish a useful signal against a background of noise. Morphology and Ecology of Marine Mammals. Moscow, 1971, 106–111 (in Russian).Дубровский Н.А. Эхолокационный анализатор черноморской афалины // Черноморская афалина Tursiops truncatus ponticus: морфология, физиология, акустика, гидродинамика / Под ред. Соколова В.Е., Романенко Е.В. Москва: Наука, 1997. 672 с.Dubrovsky N.A. The Black Sea Bottlenose Dolphin: the Echo-location Analyzer. The Black Sea Bottlenose Dolphin Tursiops truncatus ponticus: Morphology, Physiology, Acoustics, Hydrodynamics. Ed. Sokolov V.E., Romanenko E.V. Moscow, Nauka, 1997. 672 p. (in Russian).Дубровский Н.А., Зориков Т.В., Квижинадзе О.Ш., Куратишвили М.М. Признаковое описание сигналов и принципы его организации в слуховой системе дельфина // Акустический журнал. 1991. Т. 37, Вып. 5. С. 933–937.Dubrovsky N.A., Zorikov T.V., Kvizhinadze O. Sh., Kuratishvili M.M. Indicative Description of Signals and Principles of its Organization in the Dolphin`s Auditory System. Acoustical Physics. 1991, 37(5), 933–937 (in Russian)Зайцева К.А., Королев В.И., Ахи А.В. Распознавание дельфинами Tursiops truncatus классов шумоподобных сигналов // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2008. Т. 44, № 2. С. 194–199.Zaitseva K.A., Korolev V.I., Akhi A.V. Recognition of classes of noise-like signals by dolphins Tursiops truncatus. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2008, 44, 2, 230–236. doi:10.1134/S0022093008020114Зайцева К.А., Королев В.И., Ахи А.В. Устойчивость пассивного слуха дельфина Tursiops truncatus к деформации спектра низкочастотного шума // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2012. Т. 48, № 6. С. 573–578.Zaitseva K.A., Korolev V.I., Akhi A.V. Passive hearing stability in the bottle-nosed dolphin Tursiops truncatus to low frequency noise spectrum deformation. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2012, 48, 2, 573–578 (in Russian).Зайцева К.А., Королев В.И., Ахи А.В. Чувствительность слуха дельфина Tursiops truncatus к полосовой фильтрации спектра низкочастотного шума // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2015. Т. 51, № 2. С. 133–136.Zaitseva K.A., Korolev V.I., Akhi A.V. Hearing sensitivity to band-pass filtration of low-frequency noise spectrum in the dolphin Tursiops truncatus. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2015, 51, 2, 152–155. doi:10.1134/S002209301502009XЗайцева К.А., Королев В.И., Ахи А.В., Бутырский Е.Ю. Восприятие дельфином Tursiops truncatus шумов с нестабильной во времени частотной модуляцией их тональных компонент // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2017. Т. 53, № 3. С. 215–217.Zaitseva K.A., Korolev V.I., Akhi A.V., Butyrskiy E. Yu. Perception of noises with temporally unstable frequency modulation of tonal components by the dolphin Tursiops truncatus. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2017, 53, 3, 241–244. doi:10.1134/S0022093017030097Альтман Я.А. Пространственный слух. СПб.: Институт физиологии им. И.П. Павлова, 2011. 312 с.Altman Ya.A. Spatial Hearing. St. Petersburg, Pavlov`s Physiology Institute, 2011. 312 p.Дьяченко С.М., Королев Л.Д., Резвов Р.Н., Чемоданов Б.К. Исследования способности дельфина афалины определять направление на источник шумового сигнала // Труды Акустического института. 1971. Вып. 17. С. 43–46.Dyachenko S.M., Korolev L.D., Resvov R.N., Chemodanov B.K. Study of the ability of bottlenose dolphins to determinate the direction to the source of noise signal. Proceedings of Acoustic Institute. 1971, 17, 43–46 (in Russian).Попов В.В., Супин А.Я. Слух китов и дельфинов. М.: Товарищество научных изданий KMK, 2013. 219 с.Popov V.V., Supin A.Ya. Hearing of Whales and Dolphins. KMK Scientific Press, 2013. 219 p. (in Russian).Ebata M., Sone T., Nimura T. Improvement of hearing ability by directional information // The Journal of the Acoustical Society of America. 1968. Vol. 43, N 2. P. 289–297. doi:10.1121/1.1910778Ebata M., Sone T., Nimura T. Improvement of hearing ability by directional information. The Journal of the Acoustical Society of America. 1968, 43, 4, 289–297. doi:10.1121/1.1910778Мамакин Ю.М. Характеристики бинаурального анализатора слуховой системы человека в свободном звуковом поле // Биофизика. 1974. Т. 19, № 6. С. 1069–1076.Mamakin Yu.M. Characteristics of a binaural analyzer of the human auditory system in a free sound field. Biophysics. 1974, 19, 6, 1069–1076 (in Russian).Белькович В.М., Дубровский Н.А. Сенсорные основы ориентации китообразных Ленинград: Наука, 1976. 204 с.Bel`kovich V.M., Dubrovsky N.A. Sensory bases of cetacean orientation. Leningrad, Nauka, 1976. 204 p. (in Russian).Зайцева К.А., Акопиан А.И., Морозов В.И. Помехоустойчивость слухового анализатора дельфина как функция угла предъявления помехи // Биофизика. 1975. Вып. 3. С. 519–521.Zaitseva K.A., Akopian A.I., Morozov V.I. Resistance to noise of the auditory analyzer of the dolphin as a function of the angle of presentation of the interference. Biophysics. 1975, 20, 3, 531–534.Айрапетьянц Э.Ш., Константинов А.И. Эхолокация в природе. 2-е изд., перераб. и доп. Ленинград: Наука, 1974. 512 с.Ayrapetyants E.S., Konstantinov A.I. Echolocation in nature. Leningrad, Nauka, 1974. 512 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.