Физик Габриэль Миндлин, из Университета Буэнос-Айреса в Аргентине, смотрел на явления от того, что является одним из большей части объединения и потенциально поучительными перспективами проблемы: динамическая физика вокальных органов птиц. В его недавнем, всестороннем обзоре темы, изданной на этой неделе в журнале Chaos, от AIP Publishing, он исследует роль фундаментальных свойств физики в акустической сложности пения птиц и отношения, которые они имеют с нервными инструкциями для их производства.«Мой главный вопрос был: Чем часть этого сложного явления, этого сложного поведения, происходит из-за физики и биомеханизмов, которые включены, и сколько происходит из-за конкретных нервных структур, которые управляют им», сказал Миндлин. «Мое образование – нелинейная динамика; поэтому, я был готов признать, что многие сложности поведения могли быть связаны с тем, что вокальное устройство было нелинейным устройством и поэтому даже с простыми параметрами, Вы могли описать сложное поведение».Основываясь на экспериментальных результатах от непосредственных наблюдений – включая исследование, которое использовало миниатюрную систему преобразователя, установленную на спине птицы, чтобы измерить изменения в давлении мешочка ее легкого воздуха – Mindlin смотрит на ключевые структурные параметры, включил производство песни.
«Певчие птицы разделяют главные особенности в пути, которым они производят свои песни, таким образом, Вы можете построить модель объединения и большинство акустических различий, которых они могут достигнуть происходят из-за региона в пространстве параметров, где они работают», сказал Миндлин. «Есть некоторые универсальные особенности, которые сохранены через разновидности».От прямого доказательства акустики и включенной биомеханики, Mindlin и его коллеги построили модели этого пространства параметров, чтобы описать точные нелинейные динамические свойства, управляющие процессом.
Осторожный из потенциального скептицизма от биологического сообщества, он также проверил модели, воссоздав песни и используя их, чтобы изучить реакции птицы подобным образом на более старые исследования, которые использовали фактические записи песни.Используя синтетические пения птиц, Mindlin и его сотрудники смогли воссоздать большую часть нервного ответа у зебровых амадин, который был измерен, используя записи их реальных песен. Эти нервные подписи, и как они касаются звукового производства, предлагают большое понимание к нейробиологии языкового производства, а также, возможно удивительно, к более чисто фундаментальной физике.
«Интересная вещь состоит в том, что это открывает многих вопрос для сообщества физики, как пойти от нейрона до коллективных действий мышечных волокон и микроскопического контроля биомеханики. Это – нерешенный вопрос для из равновесия статистическая механика», сказал Миндлин.