2.1. СЛУХ

Слух — это чувство, формируемое в процессе воздействия колебаний воздуха, т. е. звука, на слуховой аппарат (ухо). Звук обладает двумя физическими свойствами: частотой и силой (амплитудой). С ними связаны его психологические свойства: соответственно высота и громкость (Дж. Сомьен, 1975). Колебания непосредственно воспринявшей звук барабанной перепонки (наружное ухо) через систему слуховых косточек (среднее ухо) передаются на канал улитки (внутреннее ухо), где воспринимаются рецепторными клетками, имеющими разную чувствительность к колебаниям определенных частоты и силы. Возникшее в них возбуждение отправляется по волокнам слухового нерва во внекорковые и корковый слуховые центры головного мозга. Здесь нервные импульсы превращаются в ощущения звука определенных частоты и силы на эмоциональном фоне, а путем анализа и синтеза нервных сигналов формируется звуковой образ.

Материальной основой слуха служит слуховой анализатор, который состоит из трех частей:

— воспринимающей — волосковые (рецепторные) клетки, вспомогательные структуры и содержащие их органы;

— проводящей — нервные волокна, нервы и нервные ганглии;

— центральной — слуховое ядро (продолговатый мозг), четверохолмие средний мозг), внутреннее коленчатое тело в таламусе (промежуточный мозг), лимбическая система, слуховая зона коры головного мозга.

Каждое животное воспринимает звук в определенных пределах, например частот. Собаки способны воспринимать звуки с частотой от 20 Гц до 30 кГц, а по некоторым данным до 50…60 кГц. Однако даже в этом диапазоне не все звуки слышимы одинаково в связи с разным их биологическим значением. Для выделения наиболее значимых звуков у собаки в нижней части уха есть расширение, играющее роль резонатора и усилителя. С его помощью происходит частотная настройка слуха на область звуков, связанных с сородичами и опознанием более крупных жертв: от 700 Гц до 3,8 кГц [47]. Следовательно, зоной наилучшей слышимости собаки является частота звуков около 4 кГц [94]. По данным D. С. Coile (1999), этот диапазон достигает 8 кГц с пределом восприятия 41…47 кГц. В опыте на четырех собаках (чихуа-хуа, такса, пудель и сенбернар) установили, что мелкие особи воспринимают звук более высокой частоты, чем крупные. Правда, эта разница значительно меньше, чем можно было ожидать, исходя из разницы в ширине головы.

Громкость и высота звука взаимосвязаны. Так, высота тона меняется при постоянной частоте, если изменяется его интенсивность. И наоборот, громкость звуков, обладающих постоянной интенсивностью, воспринимается по-разному при изменении их частоты: чем ближе к точке наибольшей чувствительности частоты (у собак около 4 кГц), тем сильнее ощущения звуков [87]. Следовательно, порог слуховых ощущений, т. е. минимальная громкость воспринимаемого звука, зависит от его высоты. Этот порог оказался самым низким в диапазоне частот наилучшей слышимости. За пределами этого диапазона чувствительность слуха значительно понижается [2]. Кроме того, громкость звука зависит от удаленности его источника: наиболее близкий звук воспринимается как самый громкий [94]. Поэтому подаваемые собаке звуковые сигналы (голос, свистки, гудки, трещотки и т. д.) должны иметь соответствующие частоту, интенсивность и удаленность, чтобы быть максимально услышаны и реализованы.

В число характеристик слуха входит острота (чувствительность), включающая в себя способность различать сходно звучащие или близко расположенные объекты, а также воспринимать удаленные источники звука. У собак она достаточно велика. Вот несколько примеров. Собака способна обнаруживать разницу в звучании в 1/3 [94] или 1/4 [32] тона. После длительной тренировки слуховая чувствительность повышается до 1/16 тона [89]. Собака различает и близкие частоты метронома, например 100 и 104 удара в 1 мин. По мнению Г. И. Азимова, подобные различения, в частности 92 и 100 уд/мин, свидетельствуют о развитом у собак чувстве времени. И. П. Павлов (1912–1913) комплексно изучал остроту слуха путем выработки дифференцировочного слюноотделительного рефлекса. Оказалось, что собаки способны улавливать изменения звука на 1/8 тона: слюна выделялась при 800 Гц и не выделялась при 812 Гц, а на фоне использования метронома при 100 ударах в 1 мин слюна выделялась и при 96 и 104 не выделялась.

Острота слуха собак в сочетании с прекрасной памятью кажется еще более феноменальной, если учесть условия, при которых ее определяли. Так, между моментами звучания сигналов 800 и 812 Гц проходила неделя, а при совместном применении период между сигналами с указанными частотами метронома составлял всего лишь 1/43 с! Не менее удивительными были результаты опытов О. Kalischer [28]. Его собака не только хватала мясо при одном тоне (Fresston) и воздерживалась при другом (Gegenton), но и выделяла первый тон среди других звуков, и даже когда музыканты не могли его различить. В. Л. Дуров (1924) вырабатывал у собаки дифференцировочные рефлексы на высоту звука (музыкальные ноты) с небольшим количеством ошибок с ее стороны. Интересно, что на те же ноты, но наигрываемые другими исследователями, собака ошибалась чаще. Значительно позже Л. Ф. Уитни (1997) напишет, что можно научить собак подходить за едой к миске при звуке «соль», оставаться на месте — «ля», идти вперед на ноту «си».

Острота слуха проявляется и в определении расположения источника звука. Так, собака может различить два источника звука, отстоящие друг от друга на одну угловую минуту от морды [8]. Как уникальный описывается случай, когда собака могла за 503 м от нее различить два источника звука, расстояние между которыми составляло всего около 13 см [94]. В другом опыте проявилась не менее феноменальная способность: собака выделяла один из 32 источников звука, равномерно расставленных по окружности диаметром 3 м, стоя в центре ее. Человек делает такой выбор в лучшем случае из 16 источников звука [57]. На остроту слуха не влияют ни площадь барабанной перепонки (от 30 мм² у чихуа-хуа до 55 мм² у сенбернара), ни форма ушной раковины (висячая или стоячая). Оказалось, что у собак с висячими ушами при естественном положении ушной раковины и ее подъеме разница в громкости воспринимаемого звука составила лишь 3 дБ и только в высокочастотном диапазоне [108].

Однако точность в различении источников звука снижается с повышением его частоты [8]. Собаки способны слышать высокочастотные тоны и установить их источники, различающиеся лишь на 1 кГц, да и то в определенной последовательности: сначала 19 и 20 кГц, потом 29 и 30 кГц. Если же тоны в указанных диапазонах частот отличаются на 25…30 Гц, точность их различения снижается. Выше приводились данные о более точном различении тонов в диапазоне средних частот, наиболее благоприятных для слуха собак (около 4 кГц). Затем проверили зависимость точности различения тонов от их интенсивности. Оказалось, что собаки не различают тоны звука разной громкости, даже очень высокой, если их частота равнялась или превышала 35 кГц, т. е. различение тонов зависит от высоты, а не от интенсивности звука.

Однако в пределах хорошо воспринимаемых частот громкость (интенсивность) звука играет свою роль. Так, громкие звуки вызывают значительно более сильную реакцию, чем звуки той же частоты, но тихие. Этим пользуются, когда внимание собаки обращено на что-то иное [94], когда она не выполняет какое-то требование или совершает что-то недозволенное и т. д. Во всех подобных случаях нужна громкая команда или другой резкий сигнал (но не чрезмерный). Подтверждает сказанное рассказ одного каюра о завязавшейся общей драке перегоняемых ездовых собак, которая могла закончиться катастрофически для них и для людей. Но один громкий щелчок хорея (кнута) — и каждая пара противников прекратила сражение, так как собаки знали, что его удар причиняет боль.

Собаки обладают способностью адаптироваться к звуку. Это выражается в снижении восприятия звука при длительном его воздействии. И чем громче звук, тем это раньше наступает, сильнее проявляется и дольше держится. С данным свойством связано влияние шума. Под ним понимают сильное, длительное звучание какого-то тона или смесь тонов. В таких условиях чувствительность слуха снижается, звук слышится более слабым, приглушенным. Наоборот, в полной тишине слуховая чувствительность повышается, звук одной и той же интенсивности слышится громче, яснее, чем при длительном его слушании [2]. Понятно, что в условиях шума затрудняется любое общение с собакой, в частности снижается эффективность дрессировки. Поэтому если уж нельзя избежать неудобного звукового фона, то громкость команды всегда должна превышать громкость окружающего шума, иначе команда не будет услышана.

Однако шум не только причиняет неудобства в общении с собакой, но и обладает прямым повреждающим действием. Так, он превращает высокочувствительную собаку в невротика, не способного к научению (по Д. Фишеру, 1999). Например, во время кормления у собак при шуме с частотой 600 Гц и силой 30 дБ выделение слюны и желудочного сока существенно сокращается, а при шуме соответственно 2 кГц и 100 дБ значительно замедляется желудочная секреция. При 5 кГц у двух собак наблюдали понижение кислотности желудочного сока, у других — учащение дыхания и пульса, напряжение мышц. При этом поглощается намного больше кислорода и расходуется на 25 % больше энергии, даже в состоянии покоя. Поэтому следует избегать шума при любом общении с собакой.

У собаки очень хорошо развита способность определять направление звука. Так, она может определить направление источника звука с точностью до 5°, стоя в центре круга [94]. Способность определять направление звука обусловливается соотношением времени его улавливания каждым ухом. Если это происходит одновременно обоими ушами, то направление звука совпадает с осью головы, т. е. его источник находится на каком-то расстоянии посередине, впереди или сзади. Если же звук улавливается раньше, например, левым ухом, чем правым, значит, его источник находится слева.

И хотя разница во времени достижения звука левого и правого ушей составляет всего лишь 0,3 мс, этого достаточно для установления преимущества восприятия одной стороной звука перед другой относительно обоих ушей [94]. Точность определения направления звука выше у собак с большим межушным расстоянием [108]. Этому же способствует подвижность ушной раковины, позволяющая направить ее точно на его источник. Собака способна локализовать источник звука всего за 60 мс [12]. Причем на точность определения не влияет ни форма ушной раковины, ни даже односторонняя глухота собаки, поскольку она поворачивает оба уха на звук. Правда, в последнем случае затрудняется локализация в направлении право-лево [108]. Кроме того, звук воспринимается сильнее тем ухом, со стороны которого находится его источник. В результате определение направления звука обусловливается более ранней или более сильной сигнализацией мозгу от того уха, со стороны которого находится источник звука или более сильно звучащий объект. Для полноценного осуществления этого процесса необходима работа обоих полушарий мозга, которая обеспечивается нервными связями между ними. При повреждении этих связей, т. е. разъединении полушарий, «двуушный эффект» (бинауральный) пропадает и выработать дифференцировку на место источника звука не удается [2]. При глухоте у собаки ухудшается состояние слуховой зоны коры головного мозга [108], возможно, вследствие непоступления сигналов из-за дефекта слухового аппарата или слухового нерва.

Таким образом, слух — это часть мироощущения собаки. Соотношение физических свойств звука и специфики его восприятия позволяет собаке через формирование соответствующего поведения адекватно ориентироваться в мире звуков в стремлении к звуковому комфорту. Одним из его элементов является оптимальное звуковое общение между ней и человеком. Во время дрессировки необходимо использовать звуковые сигналы, включая команды, соответствующие по своим параметрам слуховым возможностям собаки.