Влияние непрерывных низкочастотных и среднечастотных тональных шумов на кольчатую нерпу (стр. 4 из 6)

При помощи программы SweepGen генерировались 2 типа непрерывных детерминированных тональных шумов: линейное возрастание частоты звучания и звучание случайной частоты в заданном диапазоне. Усилитель был подключен к аудио-выходу ноутбука и усилив сигнал, передавал его на колонки. В тоже время круглосуточно велось видеонаблюдение за животным с помощью веб-камеры и программы WebCanMonitor, которая позволяла создавать видеофайлы продолжительностью по 10 минут. Для удобства анализа, а также экономного расходования дискового пространства, видео записывалось в avi формате с кодеком видеосжатия DivX® 6.8.2 Codec (2 Logical CPUs), при разрешении 320 на 240 точек, с цветопередачей в градациях серого. Четыре раза в сутки производилась минутная запись шумового фона с помощью гидроакустической антенны ЦГП-4а. Что позволяло выявить частотные и мощьностные характеристики шумового фона (в соответствии с СИ использовались децибелы, рассчитанные относительно давления в 1 мкПа).

Для того чтобы во время эксперимента вода не попала на работающую электротехнику, приборы были покрыты чехлами из полипропилена, а компьютер был огорожен занавесью, также из полипропилена.

Для тестов на пищевую мотивацию и общее состояние животного использовались объекты, изображенные на рисунке 2. Двигательная активность изучалась с помощью видеозаписи, а пищевая мотивация с помощью тестовых команд, предъявляемых во время кормления. Кормление проходило 4 раза в сутки в 9:00, 15:00, 21:00 и 3:00, за время кормления скармливалось 200г. мойвы, единовременное подкрепление составляло 25-30г., то есть 1 рыбка. Тестовые команды включали в себя команды на стабильность и моторную функцию. Первая команда была «таргет»: по команде животное должно было удерживать таргет вплоть до подачи бридж-сигнала (свистка), в случае верного выполнения животное получало поощрение (кусочек рыбы весом 25-30г.). Вторая команда «ищи»: животное также удерживает таргет, затем подается команда «ищи» (жестом или голосом), животное должно найти и обозначить касанием объект (бутылочка из-под йогурта, подвешенная у края вольера). Данные команды чередовались в псевдослучайной последовательности (не более 2 одинаковых команд подряд), для того чтобы животное не могло распознать зависимость и выполняло именно подаваемые команды. Так же критерием служил факт того берет или не берет нерпа корм из рук экспериментатора.

Для изучения двигательной активности, в ходе анализа отснятого видеоматериала, были выделены наиболее характерные спокойные элементы двигательной активности животного (см. рисунок 3):

Нерпа «висит» в центре бассейна, голову держит под водой и периодически поднимает ее для вдоха (а)

Медленно плавает кругами в направлении по часовой стрелке (б)

Неспешно «дрейфует» по бассейну, изредка подгребая передними ластами (в)

Пытается заглянуть за бассейн у стенки (г)

Скребется когтями передних ласт о дно бассейна (д)

Тянется к сетке (е)

Также выделены элементы, характеризующиеся как возбужденные:

Быстро плавает кругами в направлении по часовой стрелке, при этом движения резкие (ж)

Быстро плавает кругами в направлении против часовой стрелки, при этом движения резкие (з)

Животное подходит к углу, а затем по диагонали, рывком перемещается в другой угол, без переворота вдоль горизонтальной оси (и)

Животное подходит к углу, а затем по диагонали, рывком перемещается в другой угол, с переворотом вдоль горизонтальной оси (к)

Частоту дыхания возможно было оценить лишь тогда, когда животное либо «висело» в центре бассейна, либо когда «дрейфовало». Так как в основном нерпа предпочитала держать голову под водой, то количество подъемов головы из воды и считалось за частоту дыхания. Так как животное порой «висело» по 5-8 минут, представлялось возможным довольно точно определить данный параметр.

Стоит отметить, что при содержании в вольере нерпа четко, быстро и без сбоев выполняла команды «таргет» и «ищи», причем, данные команды подавались как жестом, так и голосом. Также нерпа безбоязненно брала рыбу из рук тренера и разрешала себя погладить, то есть допускала тактильный контакт, что говорит о том, что животное не видела в тренере опасности.

До того как нерпу поместили в бассейн, были сняты показания уровня шума в бассейне. Общий уровень составил 35-40 дБ. На низких частотах достигал уровня 56-60 дБ (см. рисунок 4).

После помещения животного в бассейн общий уровень шума вырос на 5-10 дБ и составил 40-50 дБ, по частотным характеристикам изменился не сильно. Животное было помещено в бассейн в 13:25. В течение суток животное адаптировалось к новым условиям. Как только животное освободили из сетки, в которой его переносили, животное отплыло на середину бассейна и оттуда начало шипеть на людей, после начало бросаться на уходящих людей, при этом фыркало и било передними ластами по воде. Просматривая видеозапись периода с помещения животного в бассейн до первого кормления можно было видеть, что первые полчаса животное нервничало, постоянно скреблось о дно бассейна, пыталось вылезти, либо быстро плавало по кругу (по часовой стрелке). При первом кормлении, в 15:00 , выполнило 6 из 10 предъявлений на «таргет» и 3 из 10 на поиск предмета. Из рук экспериментатора корм брать отказывалось, держалось на расстоянии 1-1.5 метра. Животное проявляло агрессию по отношению к людям (делало рывок в сторону человека, при этом хлопая передними ластами по воде), что, вероятно, было проявлением естественной активно-оборонительной реакции свойственной кольчатым нерпам. Просмотр периода между кормлениями показал, что животное успокоилось. Нерпа либо висела в центре бассейна, изредка скреблась когтями передних ласт о дно, либо неспешно совершала 2-3 круга по часовой стрелке. Частота дыхания составляла в среднем 0.30±0.08 вдоха в минуту. На втором кормлении, 6 часов спустя (21:00), животное два раза кинулось на вошедшего человека, но больше за время кормления агрессии не проявляло. Пищевая мотивация была высока, животное выполнило все предъявления (10/10 «таргет» и 10/10 ищи), причем команды выполняло быстро и четко, не совершая лишних движений. Корм из рук в основном не брало, но последние 2 рыбки взяло, хотя и рывком, быстро отступив на расстояние одного метра. На видеозаписи видно, что поведение животного фактически не изменилось относительно прошлого периода. Частота дыхания осталась фактически прежней и составила 0.32±0.07 вдоха в минуту. Во время ночного кормления, 6 часов спустя в 3:00, животное один раз кинулось на вошедшего человека, плеснула водой, но больше агрессии не проявляло. Выполнило все предъявления. Так же начало брать корм из рук тренера, пока еще с опаской. Поначалу резко хватала и удалялась на безопасное расстояние, но затем, по-видимому, успокоившись и попривыкнув к экспериментатору, начала относительно безбоязненно брать из рук рыбку, фактически также как и во время кормления в вольере. В период с 3:00 до 9:00 животное, также висело в центре бассейна, только больше не скреблось, и, по-видимому, часть времени спало, так как частота дыхания снизилась и составила 1.04±0.03 вдоха в минуту. Под утро, с 6:35, животное начало чередовать нахождение в центре с медленным плаваньем кругами (в основном по часовой стрелке, несколько раз против), совершая 1-3 круга, нерпа возвращалась в центр и продолжала висеть там. При кормлении в 9:00 животное выполнило все предъявления и спокойно брало рыбу с руки.

Элемент двигательной активности	количество предъявлений	общее время элемента за 1 час, мин.’ сек.”	среднее время выполнения элемента, мин.’ сек.”	Доля времени элемента в двигательной активности, %
Нерпа «висит» в центре бассейна, голову держит под водой и периодически поднимает ее для вдоха	5	39’36”	7’55”	66
Медленно плавает кругами в направлении по часовой стрелке	7	6’00”	0’52”	10
Неспешно «дрейфует» по бассейну, изредка подгребая передними ластами	0	0	0	0
Пытается заглянуть за бассейн у стенки	11	1’12”	0’07”	2
Скребется когтями передних ласт о дно бассейна	27	12’36”	0’28”	21
Тянется к сетке	4	0’36”	0’09”	1

Таблица 1. Соотношение основных элементов двигательной активности кольчатой нерпы в период адаптации.

Анализ поведения и стопроцентное выполнение тестовых команд позволило сделать заключение о том, что данная двигательная активность, является нормой и перейти к следующему этапу эксперимента.

2. Воздействие на кольчатую нерпу акустическими непрерывными тональными шумами в диапазоне частот 20-300 Гц.

В 13:00, на вторые сутки, был включен генератор шума. Попеременно, по 1 часу, он генерировал 2 типа непрерывных тональных шумов: линейное возрастание частот от 20 до 300 Гц, с периодом повторения 1 минута (см. рисунок 4а); случайная генерация частоты в заданном диапазоне 20-300 Гц (см. рисунок 4б). Уровень звукового давления составлял 80-100 дБ.

Рисунок 5. Временные сонограммы шумов в диапазоне 20-300 Гц.

а- непрерывный детерминированный тональный шум с линейным возрастанием частоты звучания;

б- непрерывный детерминированный тональный шум со случайной частотой звучания

На рисунке 5 изображены временные сонограммы генерируемых шумов, где по оси абсцисс отображается диапазон частот, по оси ординат - уровень звукового давления в дБ относительно 1 мкПа, по оси аппликат – время.

Как только генератор был запущен и начал генерировать линейное возрастание частот, спокойная до этого нерпа, начала бить ластами по воде и кидаться то на экспериментатора, то на стенку бассейна, где были прикреплены колонки. Просматривая видеозапись, можно видеть, что первые 15 минут животное вело себя следующим образом: Быстро плавало кругами (по часовой стрелке, 2-3 круга); скреблось о дно и стенки бассейна, в основном в части, где колонки; бросалось на стенку бассейна, откуда исходил звук, при этом било по воде ластами. После 15 минут животное стало успокаиваться: перестало кидаться на стенку, бить ластами по воде, плавало кругами, но скорость постепенно снижалась, движения становились более плавными, начала снова висеть в центре, погрузив голову в воду. Стоит отметить, что животное старалось держать голову под водой, лишь изредка поднимая ее для вдоха. Частота дыхания составила 1.05±0.03 вдоха в минуту. В течении следующих пяти минут вздрагивала, когда цикл начинался заново, после перестала. В 13:45 двигательная активность животного мало отличалась от нормы, полученной на предыдущем этапе.