研究称鼠海豚可在预期噪音时降低听觉敏感度以自我保护

鼠海豚依赖听觉完成导航、捕猎与交流,主要通过发出短促而尖锐的点击声并接收回声进行回声定位。研究人员指出,随着海洋环境噪音增加,尤其是船舶噪音带来的干扰,鼠海豚用于“听声辨路”的点击声更容易被背景声覆盖。尽管船舶发动机以低频噪音为主,但也会产生高频成分,可能淹没鼠海豚自身的高频点击声;由于点击声持续时间短、传播距离有限,其受周边噪音源影响更为明显。

奥胡斯大学生物系一项研究近日发表于《美国声学学会杂志》(The Journal of the Acoustical Society of America)。研究团队表示,实验结果为鼠海豚在声学干扰下的听觉功能提供了新线索:鼠海豚并非对强噪音完全缺乏防御能力,可能存在一种主动的听觉保护机制。

该研究第一作者、奥胡斯大学生物学家兼研究程序员克里斯蒂安·比德霍尔姆(Kristian Beedholm)称,当鼠海豚预期到噪音出现时,可能会“调低”听觉灵敏度,从而降低强噪音对听觉系统的冲击。他同时表示,尽管实验中脑部反应信号清晰,但内耳层面具体的生理过程仍有待进一步确认。

以训练个体开展AEP测试

实验在丹麦凯特明德的峡湾与海峡研究中心(Fjord & Bælt)进行,对象为一只名为“弗蕾娅”的港湾鼠海豚。研究人员介绍,弗蕾娅经过训练可在水中保持静止。试验期间,团队通过吸盘在其背部固定两枚小电极:一枚靠近呼吸孔用于记录脑电活动,另一枚靠近背鳍。

研究流程包括在安静环境下以类似回声的点击声进行刺激,随后让其暴露于持续20秒的强噪音。团队采用听觉诱发电位(Auditory Evoked Potential,AEP)技术,实时记录噪音暴露前、中、后大脑对点击声的反应变化。比德霍尔姆表示,由于鼠海豚无法直接反馈其听觉感受,AEP是一种用于评估其对点击声与噪音即时反应的有效方法。

研究人员指出,以往测试常使用持续时间较长且稳定的音调来评估听力,但鼠海豚回声定位依赖的是短促点击声。本次研究采用更快的AEP测量方式,在更接近现实噪音背景的条件下观察大脑对点击声的反应,以期更贴近鼠海豚的实际感官环境。

高频船舶噪音可造成掩蔽

研究团队的重点之一是评估高频船舶噪音对听觉的影响,尤其是是否会降低鼠海豚对自身点击声回声的检测能力。研究人员解释,当噪音与动物试图感知的信号处于相同频率范围时,噪音可能覆盖信号,形成“掩蔽效应”。

实验中,团队在测量鼠海豚主要频率约125千赫点击声的脑部反应时,同时播放相同频率的噪音。结果显示,即便在相对较低的噪音水平下,噪音也会对用于定位的点击声产生掩蔽。研究人员称,这类掩蔽效应可出现在带有空化螺旋桨的船舶周边数百米范围内。

比德霍尔姆表示,当噪音干扰回声定位时,鼠海豚的“声学图像”会变得模糊;若快艇高速驶过,鼠海豚可能出现方向感下降、追逐猎物受阻等情况,严重时可能难以及时发现渔网而发生缠绕风险。

高强度暴露未见暂时性阈值转移

研究还关注强噪音是否会引发暂时性阈值转移(Temporary Threshold Shift,TTS),即噪音停止后听力仍在一段时间内下降。研究人员指出,TTS常被用作衡量噪音对海洋生物危害的指标,但相关阈值在科学界仍缺乏一致结论。

为此,团队让弗蕾娅暴露于最高147分贝的噪音,研究人员将其描述为相当于距离经过船只仅几十米的噪音水平。实验未观察到TTS迹象;噪音停止后,听觉灵敏度甚至略有提升。比德霍尔姆解释,这一结果可能与鼠海豚在噪音源附近停留时间较短,以及其能够主动降低听觉灵敏度进行自我保护有关。

研究人员表示,即便鼠海豚可能具备一定的听觉保护能力,船舶噪音对其关键感官的掩蔽效应仍然存在。比德霍尔姆称,现行对“可接受”噪音水平的标准可能偏高,并希望相关发现能为丹麦水域鼠海豚的保护提供参考。


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