Онлайн-журнал «Русский репортер»

Общий звук

Григорий Тарасевич, Ева Чукина

Лиса, напуганная человеком; самец мыши-песчанки, спасающийся от соперника; пилот вертолета, понимающий, что авария неизбежна… Группа ученых с биофака МГУ из отдела научных исследований Московского зоопарка под руководством Ильи Володина проанализировала звуки, которые издают люди и животные в состоянии эмоционального возбуждения. Оказалось, что у нас много общего с лисами и мышами

Звери, птицы, люди — все мы что-то кричим. От боли, от радости, от страха, от любви

Фото: Оксана Юшко для «РР»; Оксана Юшко

Илья Володин объясняет, как найти в Московском зоопарке одну из лабораторий, где он проводит свои исследования:

— Идете мимо обезьян. Потом будут рептилии. После них берете правее и, пройдя мимо лошадей, оказываетесь возле нас.

Выход из зоопарка — страшное место. Представьте себе мамашу, которая полдня выгуливала чадо среди вольеров. Все деньги потрачены, все нервы измотаны. И вот наконец ворота зоопарка! Но сразу за ними — лотки с плюшевыми монстрами и леденцовыми петушками.

Девочка в розовом платьице тянет маму к лотку. Плач-просьба уходит в басовый регистр:

— Ку-у-у-о-о-о-пи!!!

Мама упирается. Девочка берет ноту повыше:

— Ку-а-а-п-и-и-и-и-и!!! — до ультразвука остается совсем немного.

Высокие звуки оказываются эффективнее. Мама лезет в сумку за кошельком. Сочувствуем.

Голос, запах и мозг

Лабораторный корпус — одно из немногих мест в зоопарке, где тихо. Запах, правда, такой же: опилки и оттенки звериных испражнений.

Впрочем, по части обоняния человек — существо примитивное. Какой-нибудь белый медведь может учуять добычу за 7 км. Используя летучие вещества, животные ищут сексуальных партнеров, подают сигнал тревоги, определяют границы своей территории и даже меняют пол. Общаться на языке запахов у человека получается с большим трудом.

Да и в умении подавать акустические сигналы мы тоже уступаем многим млекопитающим.

— У большинства животных богатый акустический репертуар: они могут выбирать между рычанием, лаем, воем, скулежом, писком, хныканьем, уханьем, а иногда способны издавать совсем уж экзотические звуки вроде эхолокационных щелчков, — рассказывает Илья Володин.

Конечно, люди могут воспроизвести некоторые звуки из тех, что издают животные.

— Но наши возможности гораздо скромнее. Это всем известные смех и плач, а также немногочисленный набор охов, вздохов и хмыканий, — говорит Володин. — Эти звуки нельзя представить в виде слов и предложений.

Наши разговоры и крики животных имеют мало общего. У человека есть речь, представляющая собой сложную знаковую систему.

— Есть принципиальные отличия человеческой речи от коммуникативных систем животных, — объясняет Илья Володин. — Во-первых, люди устанавливают произвольное соответствие знака смыслу. Собака может называться и «dog», и «chien», и «ава» — на языке маленьких детей. А во-вторых, наша речь — дискретная комбинаторная система, где свойства целого отличаются от суммы свойств частей. Возьмите фразу «ты пошел» и поменяйте элементы местами. Получится «пошел ты» — совершенно другой смысл. В коммуникации животных ничего этого нет.

Даже участки мозга мы используем разные.

— Наша речь контролируется корой больших полушарий, а звуки всех других млекопитающих — лимбической системой, включающей вокальные зоны переднего и промежуточного мозга. Из центров, которые у животных отвечают за рычание или лай, у человека нельзя извлечь вообще никаких звуков, — рассказывает Володин.

Но кое-что общее между нашей речью и звуками животных все-таки есть.

Спектрограмма, такса и Высоцкий

Кандидат биологических наук Илья Володин занимается биоакустикой. Вот уже 30 лет ездит он в экспедиции, изучая тушканчиков в Турк­мении, лисиц на Курильских островах, гусей на Ямале, песцов на Командорских островах или сусликов в Подмосковье.

Найти какого-нибудь зверька и записать его крики — это полдела. Потом эти записи (в архиве Володина десятки тысяч звуков) обрабатываются на компьютере. Сейчас это стало просто, а вот раньше приборов, делающих спектрограмму звука, было четыре штуки на всю Москву.

Как-то Илья Володин записал звуки, которые издавали его домашние таксы, выпрашивая еду. На спектрограмме он увидел, что помимо «нормальных», гармонических звуков в собачьем скулении есть множество нелинейностей. Например, сайдебанды — дополнительные полосы: на высокую основную частоту колебаний голосовых связок накладывается другая, гораздо более низкая модулирующая частота.

— Это можно представить как большие медленные волны с мелкой быстрой рябью внутри каждой из них, — поясняет Володин.

Сходные эффекты нашлись в голосе Высоцкого.

— Мы выбрали несколько фрагментов из песен «Ну вот, исчезла дрожь в руках» и «Баллада о любви», пригодных для спектрального анализа. Оказалось, что особый тембр его голоса связан с тем, что в нем одновременно были две частоты. Одна — обычная для мужских связок — около 200 Гц. Но в некоторых слогах, где было дополнительное напряжение, у Высоцкого появлялась вторая частота — примерно 65 Гц. В результате возникали сайдебанды, создававшие тот самый знаменитый эффект звучащего аккорда, который нельзя достичь ни с помощью нарочитой хрипоты, ни перегружая голос.

Лисы, песчанки и пилоты

Человек и животные могут понимать эмоции друг друга. Это еще Чарлз Дарвин заметил.

Но как именно это происходит, долго оставалось непонятным. Илья Володин попытался разобраться в этом с помощью эксперимента.

Перед нами довольно просторная клетка, дно расчерчено на квадраты. В нее выпускают двух симпатичных мышек — самцов светлой песчанки. У одного два небольших темных пятна по бокам, у другого — одно большое на пояснице.

— Пятна на шерсти песчанок — это наше творчество, на самом деле они песочного цвета, — поясняет Володин. — Чтобы различать мышей на видео, мы предварительно красим их крас­кой для шерсти. Раньше ей красили в черный цвет кроличьи шапки, а сейчас используют в салонах красоты для окраски женских ресниц — цвет держится несколько месяцев.

Оставшись наедине в замкнутом пространстве, песчанки-самцы неизбежно становятся соперниками. Им необходимо выяснить, кто в их паре будет доминировать. Начинается бой. Грызун с одним пятном только нападает, а тот, что с двумя, только защищается. Временами доминирующий самец отбегает, но потом снова налетает на деморализованного противника, так что тому остается лишь пронзительно пищать.

Вот этот писк ученые и анализируют. Звуки издает только поверженный самец, и чем ближе оказывается сильный соперник, тем громче кричит проигравший. Расстояние можно просчитать благодаря квадратам на полу клетки. Все анализируется на компьютере.

Выводы таковы: во-первых, чем сильнее испуг, тем чаще животное пищит (ученые называют это темпом вокализации). Во-вторых, энергия звуков смещается в область более высоких частот, причем это касается как основного тона, так и шумов.

Аналогичные эксперименты были проведены с песчанками другого вида и с лисами. В последнем случае в качестве «пугала» использовался человек, который сначала просто стоял в полуметре от клетки с лисой, потом начинал размахивать руками и затем подходил к животному почти вплотную.

— Это дикие лисицы, которые боятся людей. Когда к ним приближаешься, они буквально распластываются по противоположной стенке клетки, — поясняет Володин.

Изменение звуков, издаваемых перепуганной лисой, было таким же, как и в эксперименте с песчанками. С людьми труднее. 

— Человека в этом плане сложно изучать. Это хит­рое существо, в отличие от животных, нередко использует речь, чтобы увиливать и даже обманывать самого себя, — признается Володин.

В итоге параметры человеческого голоса пришлось взять из работ западных коллег. В одной из них использовались расшифровки черных ящиков с упавших вертолетов — ученые анализировали, как изменяются голоса пилотов, когда они понимают, что машина вот-вот разобьется. Объектом другого исследования стал черный ящик самолета, случайно вторгшегося в чужое воздушное пространство.

— Поскольку исследование старое, я подозреваю, что американские пилоты залетели куда-то на территорию СССР и ужасно боятся нашей ПВО, — предполагает Володин.

В случае с человеком анализировалась не час­тота писков, а произнесение гласных «а», «о», «у» и т. д. Но результат тот же: чем сильнее испуг, тем выше темп вокализации. И смещение энергии в сторону высоких звуков точно такое же, как у животных. Ученые считают, что не только испуг провоцирует подобные изменения, но и любая другая ситуация сильного эмоционального возбуждения.

«Речь человека не гомологична звуковой коммуникации животных, однако есть область, в которой наблюдается общность между этими двумя коммуникативными системами. Она связана с эмоциональным возбуждением, которое может проявляться в любых звуках млекопитающих: как в речи людей и плаче младенцев, так и в криках животных. В свою очередь животные могут “считывать” эмоциональное возбуждение из речи людей, а люди способны оценивать эмоциональное возбуждение животных по их крикам», — говорится в статье, которая по итогам исследования была опубликована в последнем номере «Журнала общей биологии».

Выходим за ворота зоопарка. Очередной ребенок выклянчивает петушка на палочке. Вряд ли он внимательно читает академические журналы. Но крик соответствует выводам биологов:

— Купи-и-и-и-и-и-и!!!