Research press release

【動物学】群れの中のコウモリは反響定位信号を変えてカクテルパーティー問題の解決を図る

Communications Biology

Zoology: Bats shift echolocation signals to solve the cocktail party problem

群れの中のコウモリがお互いの反響定位信号の妨げにならないようにする方法について報告する論文が、今週掲載される。この方法は、ソナー(水中音波探知機)やレーダー(電波探知機)の研究にとって重要な意味を持つ可能性がある。

コウモリは、反響定位を用いて暗闇の中で狩猟やナビゲーションを行うため、自分の反響定位信号を、同じ群れで飛行する他のコウモリの信号と区別しなければならない。この場合にコウモリが音響干渉を避ける方法、すなわち「カクテルパーティー問題」は、完全に解明されていない。

今回、同志社大学の長谷一磨(はせ・かずま)たちの研究グループは、ユビナガコウモリ(Miniopterus fuliginosus)の背中に小型マイクロホンを取り付けて、その反響定位行動を直接測定した。単独飛行するユビナガコウモリの反響定位信号に関しては、全ての場合で類似した特徴が見られた。これに対して、群れになって飛行する場合、ユビナガコウモリは、個体ごとに反響定位信号の特徴の1つである終端周波数を変えて、反響定位信号の類似性を低下させていた。また、ユビナガコウモリは、放射パルスの長さと音量も増やしており、騒々しいパーティーの中で参加者が、相手が聞き取れるよう声高に話す様子に似ていた。

今回の研究は、4匹の群れの中のコウモリだけを対象としたため、それよりもかなり大きな群れで飛行する際に同じ方法がうまくいくかどうかは、解明できていない。

A strategy used by bats to avoid interfering with each other’s echolocation signals is reported in a paper published this week in Communications Biology. This strategy could have implications for sonar or radar research.

Bats use echolocation to hunt and navigate in darkness and must be able to distinguish their own signals from other bats flying in the same group. How bats avoid acoustical interference in this scenario, known as the ‘cocktail party problem’, is not completely understood.

Kazuma Hase and colleagues directly measured the echolocation behaviour of Eastern bent-wing bats (Miniopterus fuliginosus) using miniature microphones mounted on the bats’ backs. The echolocation signals of bats flying alone all showed similar characteristics. However, when flying in groups, each bat changed one characteristic of the echolocation signal, called the terminal frequency, in order to decrease the similarity between signals. They also produced longer and louder pulses, similar to how a person might raise their voice to be heard at a noisy party.

In this study, the authors tested bats only in groups of four, so it is still unknown whether the same strategy works when bats fly in much larger groups.

doi: 10.1038/s42003-018-0045-3

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