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.