I pipistrelli sono fisici intuitivi, che comprendono istintivamente il modo in cui il suono si muove attraverso lo spazio. Non solo ascoltano attentamente i loro ambienti, ma inviano anche cinguettio ad ultrasuoni per aiutarli a localizzare le prede; il tempo necessario per il ritorno di un cinguettio è correlato alla distanza dell'oggetto. Questo straordinario uso del suono rende i pipistrelli "il sistema perfetto" per i ricercatori come Melville Wohlgemuth, neuroscienziata della Johns Hopkins University, per studiare l'udito.
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Quindi quando Wohlgemuth notò che i pipistrelli nel suo laboratorio stavano facendo qualcosa di strano, sapeva che doveva avere uno scopo. In particolare, i suoi pipistrelli inclinavano la testa e agitavano le orecchie in un modo adorabile che gli faceva pensare al suo carlino domestico a casa, Willie Nelson. A differenza di Willie Nelson, tuttavia, Wohlgemuth sapeva che i pipistrelli non potevano semplicemente cercare di apparire carini per cenare. Quindi cosa stavano facendo?
Per scoprirlo, aveva bisogno di progettare un esperimento intricato come il sistema audio di un pipistrello, uno che richiedeva pipistrelli amabili, telecamere per videogiochi e alcuni vermi da pasto piuttosto sfortunati. "Abbastanza sorprendente" è il modo in cui Rickye Heffner, uno psicologo dell'Università di Toledo, specializzato nell'evoluzione dell'udito, descrive il progetto di ricerca di Wohlgemuth. "È quasi una dimostrazione del tour de force di come tutto funzioni".
Innanzitutto, l'esperimento ha dovuto svolgersi nell'oscurità totale per garantire che i pipistrelli si basassero solo sull'ecolocalizzazione. (Contrariamente alla credenza popolare, i pipistrelli non sono ciechi - tendono solo ad avere una visione più scarsa.) Wohlgemuth e colleghi hanno usato telecamere a infrarossi con motion-capture - lo stesso tipo di giocatori che usano - per filmare ogni movimento sottile senza aggiungere fastidiose luci visibili. Nel frattempo, i microfoni a ultrasuoni hanno registrato i loro cinguettature acute.
Successivamente, ha dovuto mettere le cose maledette per rimanere fermi. Dopo aver raccolto dozzine di grandi pipistrelli marroni da una serie di sporchi attici di Bethesda, ha iniziato ad addestrarli a sedersi pazientemente su una piattaforma mentre la cena veniva da loro. Non tutti i pipistrelli hanno ottemperato, ma dopo due settimane, molti sono diventati "molto rilassati" intorno a lui. Lo aiutò a ricompensare i loro sforzi con un succulento grub, in stile pavloviano. "Sono molto più bravo ad addestrare i pipistrelli di quanto non lo sia ad addestrare i cani", afferma.
Alla fine, Wohlgemuth ha sviluppato un sistema di pesca con lenza e puleggia per consegnare i vermi ai suoi pipistrelli. Quando ha condotto l'esperimento, ha scoperto che più bruscamente gli insetti si muovevano, più i pipistrelli si inclinavano e agitavano le orecchie nel tentativo di localizzare la loro preda. "Quando il bersaglio si è avvicinato, le orecchie si sono separate, e quando il bersaglio era più lontano, le orecchie si sono avvicinate di più", afferma Cindy Moss, un neuroscienziato che dirige il laboratorio di Wohlgemuth e coautore del documento.
Gatti, cani e persino umani ruotano le orecchie per orientarsi verso il suono. Ma questo era un po 'più sofisticato. Scuotendo rapidamente le orecchie appena dopo il cinguettio, i pipistrelli seguivano il piccolo cambiamento di frequenza - pensa il suono di un'auto che sfrecciava veloce - mentre i vermi si muovevano in una direzione o nell'altra. Ad ogni movimento, il pipistrello ha scattato un'altra "istantanea" del suono, mettendoli insieme per creare la versione acustica di una foto panoramica.
"Il movimento dell'orecchio è come ottenere diverse prospettive sullo stesso suono", afferma Wohlgemuth, che ha riportato le sue scoperte con Moss sulla rivista PLOS Biology a settembre.
Lo studio è il primo a descrivere in dettaglio come questi pipistrelli trasformano i segnali di ecolocalizzazione in un'immagine tridimensionale di una preda in movimento e potrebbe fornire consigli pratici agli ingegneri. Wohlgemuth è in trattativa con i ricercatori dell'Università del Maryland che sperano di progettare un bastone "intelligente" per i non vedenti che sentono un ostacolo prima di raggiungerlo. Sta anche collaborando con ingegneri in Danimarca che vogliono sviluppare un drone "eared" montato con array di microfoni.
In pratica, questo tipo di ricerca potrebbe aiutare a rispondere alla domanda senza tempo del filosofo Thomas Nagel: Com'è essere un pipistrello? Dopotutto, afferma Moss, "tutto ciò che vediamo nel loro comportamento riflette qualcosa che accade nel cervello".
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Questo articolo è una selezione del numero di novembre della rivista Smithsonian
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