16/07/2021 - 15:16
As conversas dos morcegos podem ter pouca substância, afirmam pesquisadores da Universidade de Cincinnati (EUA). Os ecos originários desses animais são tão simples que um arquivo de som de suas chamadas pode ser 90% compactado sem perder muitas informações, segundo estudo publicado na revista PLOS Computational Biology.
O estudo demonstra como os morcegos evoluíram para confiar na redundância em sua “linguagem” de navegação destinada a ajudá-los a se manter orientados em seu complexo mundo tridimensional.
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“Se você pode tomar decisões com poucas informações, tudo se torna mais simples. Isso é bom porque você não precisa de muitos mecanismos neurais complexos para processar e armazenar essas informações”, disse o coautor do estudo, Dieter Vanderelst.
Informações redundantes
Os pesquisadores da Universidade de Cincinnati suspeitavam que os sons emitidos pelos morcegos contêm informações redundantes e que os morcegos podem usar estratégias de codificação eficientes para extrair as informações mais relevantes de seus ecos. Muitos estímulos naturais encontrados por animais têm muita redundância. A codificação neural eficiente retém informações essenciais enquanto reduz essa redundância.
Para testarem sua hipótese, eles construíram um dispositivo montado em um tripé que emite um pulso de som variando de 30 a 70 quilohertz, uma faixa de frequência usada por muitos morcegos. Em comparação, a fala humana normalmente varia de 125 a 300 hertz (ou 0,125 a 0,3 kHz).
Mais de 1.000 ecos foram capturados em distintos ambientes internos e externos, como em um celeiro, em salas de diferentes tamanhos, entre arbustos e galhos de árvores e em um jardim.
Os pesquisadores converteram os ecos gravados em um gráfico de som, chamado cocleograma. Em seguida, submeteram esses gráficos a 25 filtros – essencialmente, compactando os dados. Eles treinaram uma rede neural, um sistema de computador modelado no cérebro humano, para determinar se os gráficos filtrados ainda continham informações suficientes para completar uma série de tarefas baseadas em sonar conhecidas por serem realizadas por morcegos.
Identificação correta com poucas informações
Eles descobriram que a rede neural identificou corretamente a localização dos ecos, mesmo quando o cocleograma teve até 90% de seus dados retirados.
“O que isso nos diz é que você pode compactar esses dados e ainda fazer o que precisa. Isso também significa que, se você é um morcego, pode fazer isso com eficiência”, disse Vanderelst, professor assistente na Faculdade de Artes e Ciências e na Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Cincinnati. Adarsh Chitradurga Achutha, autor principal do estudo, é aluno de Vanderelst na universidade.
Vanderelst disse que os pesquisadores muitas vezes podem inferir o que os morcegos estão fazendo apenas ouvindo seus chamados.
“Mesmo que você não veja o morcego, pode dizer com alto grau de certeza o que ele está fazendo”, disse ele. “Se ele chama com mais frequência, está procurando alguma coisa. Se os chamados estão espalhados, ele está em voo ou estudando algo distante.”
Frequência silenciosa
Os morcegos produzem suas chamadas ultrassônicas com uma laringe muito parecida com a nossa. Mas essa caixa de voz pode se contrair 200 vezes por segundo, tornando-se o músculo mais rápido conhecido em todos os mamíferos.
A floresta noturna pode ser ensurdecedora para as pessoas por causa de seu coro de sapos e zumbidos de insetos. Mas Vanderelst disse que a frequência ultrassônica, em comparação, é bastante silenciosa, permitindo que os morcegos ouçam seus próprios gritos que ricocheteiam em galhos de árvores e outros obstáculos durante a ecolocalização.
Embora os morcegos usem sons diferentes para navegar e para se comunicar, Vanderelst disse que todos são muito simples. Mas a linguagem humana também tem muita redundância embutida, observou Vanderelst. “Retire muitas letras de uma frase e ainda ficará legível”, disse ele.
A forma como os morcegos percebem o mundo é fascinante tanto do ponto de vista biológico quanto da engenharia, disse Vanderelst. “É como um enigma, olhar para algo que não deveria ser capaz de fazer o que faz. Então, a questão é: como?”, ele disse. “Isso me fez valorizar a eficiência elegante subjacente a esse sistema.”
