Вестник МГТУ, 2023, Т. 26, № 2.

Вестник МГТУ. 2023. Т. 26, № 2. С. 121-130. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2023-26-2-121-130 Материалы и методы Экспериментальные работы проведены в аквакомплексе Мурманского морского биологического института РАН (ММБИ РАН) в Кольском заливе Баренцева моря. В качестве экспериментальных животных использовались серые тюлени (Halecoerus grupus Fabricius, 1791), которые подразделялись на три возрастных группы: 15-летние - 4 самки (тюлени под номерами 1-4); 5-летние - 3 самки (номера 5-7) и 1 самец (номер 8); 6-месячные самцы (номера 9 и 10). Все животные принадлежали к одной популяции; 15- и 5-летние тюлени в разное время были отловлены в районе Айновых островов в период окончания постнатальной линьки; 6-месячные тюлени были рождены самкой под номером 4 (тюлень 9 - в 2019 г., тюлень 10 - в 2021 г.). Эксперименты со взрослыми тюленями и молодым тюленем 9 проводились с 2020 г., с молодым тюленем 10 - с 2022 г. Работы выполняли по парадигме "стимул - реакция", где стимулом служил звук чистого тона на различных частотах, а реакцией - нажатие тюленем специальной клавиши. Верная реакция подкреплялась пищевым поощрением в виде кусочка рыбы, вес одной порции рассчитывался индивидуально для каждого тюленя. На момент начала экспериментальных работ все тюлени были физически здоровы, девиаций в поведении не имели; с ними проводились тренировки по выработке и закреплению навыка "стартовая позиция", когда тюлень должен находиться в определенной позиции и не покидать ее до подачи тренером команды (сигнала) на какое-либо действие. В ходе подготовительных тренировок команда тренера заменялась на звуковой сигнал экспериментальной установки, по которому тюлень должен был нажать на клавишу. В надводном положении тюлень располагался вертикально, по шею погружался в воду и удерживал морду на расстоянии не более 1 см от клавиши (или вплотную к ней), ожидая подачи звукового сигнала. Данная позиция была отработана с помощью команды "Таргет!" и поощрения требуемой позиции. В подводном положении тюлень находился в горизонтальном положении на глубине 2 м и также удерживал морду на расстоянии не более 1 см от клавиши (или вплотную к ней), ожидая подачи звукового сигнала. Данная позиция формировалась на базе уже отработанной позиции в надводном положении, но теперь подкреплялось вертикальное "зависание" тюленя на уровне клавиши. Выработка этой позиции упрощалась тем, что подобное зависание является характерным паттерном поведения серого тюленя, которое в естественных условиях используется для засадной охоты (Bouveroux et al., 2014). Также у всех исследуемых животных был сформирован навык "концентрации на выполняемой задаче", т. е. подаваемые тренером и экспериментальной установкой команды выполнялись четко и максимально быстро. У 15- и 5-летних тюленей большинство навыков были отработаны в ходе предыдущих научных и научно-практических работ; 6-месячных тюленей в разное время обучали необходимым навыкам (начиная с 3-месячного возраста). Для проведения исследования была разработана экспериментальная установка (рис. 1). Тюленям демонстрировались 32 чистых тона из стандартного (125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 750, 800, 1 000, 1 250, 1 500, 1 600, 2 000, 2 500, 3 000, 3 150, 3 200, 4 000, 5 000, 6 000, 6 300, 8 000 Гц) и из расширенного набора частот (9 000, 10 000, 11 200, 12 500, 14 000, 16 000, 18 000, 20 000 Гц), рекомендованных для проведения тональной пороговой аудиометрии (ГОСТ Р МЭК 60645-1-2017)2. Звуковой сигнал создавался в генераторе частоты на основе микросхемы AD9833 по команде с микроконтроллера Arduino UNO R3 и проходил предусиление на цифровом широкодиапазонном усилителе на базе чипа TDA2050, а затем усиливался на усилителе Ural BV 2.70. Звуки на частотах до (и включая) 1 000 Гц воспроизводились на подводной колонке Aquasonic AQ339 (2а); звуки на частотах свыше 1 000 Гц воспроизводились с помощью акустического излучателя на основе пьезоэлектрической диафрагмы CBC2065BAL (2b). Блок динамиков (2) и клавишу (3) размещали на дистанции 1 м друг от друга в воздухе на высоте 30 см от уровня воды и под водой на глубине 2 м. На каждой тренировке с тюленем проводились работы как в воздушной среде, так и в водной; при этом очередность размещения оборудования в воздушной и водной среде изменялась. Если на первой тренировке сначала оборудование размещалось над водой, а затем погружалось на глубину 2 м, то на следующей сначала проводились подводные испытания, а по их завершении - надводные, и наоборот. Для тюленей 1-9 вопрос первого размещения оборудования решался с помощью порядкового номера исследуемого животного: четные номера - первое размещение оборудования в воздушной среде, нечетные номера - в водной. Для молодого тюленя 10 было выбрано первое размещение оборудования в воздушной среде. Частоты были разделены на три блока: низкие (125-800 Гц); средние (1 000-8 000 Гц); высокие (9 000-20 000 Гц). Сначала с тюленем отрабатывался блок средних частот, затем низких, затем высоких. В каждом блоке каждая частота звучала дважды. Последовательность частот генерировалась случайным образом, при этом одна и та же частота не воспроизводилась дважды подряд. Для генерации случайных 2 ГОСТ Р МЭК 60645-1-2017. Электроакустика. Аудиометрическое оборудование. Часть 1. Оборудование для тональной и речевой аудиометрии. 2017. 123