蝙蝠以其回聲定位技能而聞名，因此使用聲音進行導航：它們通過發(fā)出超聲波呼叫并根據反射的聲音形成其周圍環(huán)境的圖像，以極其敏感的聽覺“看到”。因此，例如，Seba 的短尾蝙蝠 (Carollia perspicillata) 使用這種回聲定位系統(tǒng)找到了它喜歡吃的水果。同時，蝙蝠使用它們的聲音與其他蝙蝠交流，然后它們使用較低的頻率范圍。Seba 的短尾蝙蝠的音域只有鳴禽和人類才有。就像人類一樣，它通過喉部發(fā)出聲音。
為了了解塞巴的短尾蝙蝠如何從各種不同的聲音中過濾出特別重要的信號——其他蝙蝠的警告叫聲、幼蝙蝠的孤立呼叫以及葉子迷宮中辣椒植物的反射例如，法蘭克福歌德大學的研究人員記錄了蝙蝠的腦電波。
為此，由細胞生物學和神經科學研究所的 Manfred Kössl 教授領導的研究人員將電極——就像針灸針一樣細——插入到蝙蝠的頭皮下，而蝙蝠在麻醉下打瞌睡。最終，這種測量方法非常敏感，即使蝙蝠頭部的最輕微移動也會干擾測量結果。盡管被麻醉，蝙蝠的大腦仍然會對聲音做出反應。
然后連續(xù)播放兩個音高不同的音符，對應回聲定位呼叫或通信呼叫。最初播放的序列中，音符 1 的出現頻率遠高于音符 2，例如“1-1-1-1-2-1-1-1-2-1-1-1-1-1-1 ……”。這在下一個序列中被顛倒了，音符 1 很少出現，而音符 2 經常出現。通過這種方式，科學家們想要確定給定聲音的神經元處理是否取決于它發(fā)生的概率，而不是取決于它的音高。
博士該研究的主要作者、學生 Johannes Wetekam 解釋說：“事實上，我們的研究結果表明，一種罕見且因此出乎意料的聲音比頻繁的聲音會導致更強的神經元反應。”在這方面，蝙蝠的大腦通過淡化這些信號來調節(jié)神經元對頻繁回聲定位呼叫的反應強度，并放大對不頻繁通信呼叫的反應。Wetekam 說：“這表明蝙蝠處理意外聲音的方式取決于它們的頻率，以便收集足夠的感官印象。”
Wetekam 說，這里有趣的方面是信號的處理似乎已經發(fā)生在腦干中，迄今為止人們認為腦干僅接收聲學信號并將它們傳輸到大腦的更高區(qū)域，然后信號被抵消互相對抗。原因?“這可能會為整個大腦節(jié)省大量能量，并允許做出非?？焖俚姆磻?rdquo;Wetekam 說。
Manfred Kössl 教授認為“我們都熟悉派對效應：我們過濾掉周圍環(huán)境中人們的對話，這樣我們就可以完全專注于我們正在與之交談的人。這些機制類似于蝙蝠身上的機制。如果我們可以更好地了解蝙蝠是如何聽到聲音的，將來這可以幫助我們了解 ADHD(注意力缺陷多動障礙)等疾病會發(fā)生什么，這些疾病會破壞對外來刺激的充分處理。”
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