Jak „hacknout“ mozek škůdců ultrazvukovým plašičem s ALCsim®

Jak „hacknout“ mozek škůdců ultrazvukovým plašičem s ALCsim®

Koncepce elektroakustických plašičů II. generace s ALCsim®

 

Mozek je nejsložitějším známým objektem ve vesmíru. I ten nejhloupější člověk tak nosí na krku mnohem výkonnější počítač než je kterýkoli ze stávajících superpočítačů. Nicméně i takto sofistikované zařízení s mnoha vrstvami ochrany obsahuje „chyby“ a je možné je „hacknout“ pomocí vhodného kódu prostřednictvím některé z periferií. V našem případě se jedná o „hacking“ mozku konkrétních savců z čeledí myšovitých a kunovitých (myši, potkani, krysy, kuny, lasice) prostřednictvím jejich sluchového systému, s využitím specifického „akustického kódu“ typu ALCsim® (Auditory Looming Cues Simulation), který cílí na „chybu“ typu ALB (Auditory Looming Bias), v mozku škůdců.

 

Hacking: "Nestandardní použití systému či aplikace, při němž uživatel uplatňuje neobvyklé a nekomentované funkce systému, a může tak využít některých jeho jinak běžně nepřístupných schopností.“

 

Obsah:
1. „Dokonalý systém“ kontra Error Management Theory (EMT)
2. Auditory Looming Bias (ALB) a Auditory Looming Cues (ALC)
3. Působení ALC v centrální nervové soustavě
4. Zacílené druhy škůdců v souvislosti s využitím ALCsim®
5. Vývojový systém elektroakustických plašičů škůdců II. generace s využitím ALCsim®
6. Cíle a způsoby jejich dosažení v souvislosti s využitím ALCsim® v plašičích škůdců
7. Ekologická relevance a pojetí využití ALCsim® jako simulace útoku predátora
8. Shrnutí přehledu vědních oborů, které souvisí s vývojem elektroakustických plašičů druhé generace s ALCsim®
9. Závěr

 

1. „Dokonalý systém“ kontra Error Management Theory (EMT)

 

Téměř všudypřítomný předpoklad v psychologii je, že optimální systémy myšlení jsou takové, které nejlépe odpovídají normativním pravidlům, nebo které vytváří pravdivé závěry. Z tohoto hlediska je nejlepším možným systémem uvažování ten, který je vždy 100% přesný. Dosažení tohoto cíle je ale nemožné, pokud jsou rozhodnutí přijímána za nejistých podmínek, protože v nejistých podmínkách může jednou úspěšně aplikovaná předpověď události v jiném případě selhat.

 

Představme si situaci, kdy procházíme krajinou, kde se vyskytuje velké množství prudce jedovatých hadů. Brzy se tak dostaneme do situace, kdy na poslední chvíli uvidíme před sebou na zemi objekt, který nápadně připomíná hada, ale nejsme si zcela jistí, zda se skutečně jedná o hada, nebo třeba o pokroucenou větev. Předpokládejme ale, že pouze v 10 % případů, tedy v deseti případech ze sta, se bude jednat skutečně o nebezpečného hada.

 

V zásadě máme na výběr ze dvou možností, jak se zachovat:
1. Zůstaneme stát před uvedeným objektem a budeme jej pozorovat a zkoumat, zda se skutečně jedná o hada, či nikoli.
2. Rychle uskočíme dozadu, zavrhneme výzkum a velkým obloukem místo s neurčitým objektem obejdeme.

 

Z hlediska maximalizace dosažení pravdivého a 100 % přesného závěru a současně tedy i z hlediska minimalizace dosažených chyb, bychom měli postupovat podle první možnosti a zkoumat, zda se jedná o hada či nikoli. To je tedy klasický psychologický náhled založený na směřování k pravdivému závěru. Na celou věc se pak můžeme podívat také z hlediska prosté racionality. Jestliže budeme před každým předmětem připomínajícím hada uskakovat a obcházet jej mimo cestu přes křoví a louže, bude náš pohyb postrádat efektivitu, protože ujdeme třeba dvojnásobnou vzdálenost, budeme podstatně vyčerpanější, špinavější, otrhanější a frustrovanější a náš psychický stav taková procházka určitě nezlepší.

 

Jak bylo řečeno na začátku této kapitoly, klasický psychologický přístup považuje za ideální systém uvažování takový systém, který je 100% přesný a nedopouští se žádných chyb. Pokud ale klesá přesnost (a tedy stoupá počet chyb), jedná se z tohoto hlediska o konstrukční defekt naší mysli, nebo její jinou poruchu. Z tohoto hlediska je možné celou věc uzavřít tak, že je vhodnější zůstat stát před tím, co považujeme za hada a vyčkat, co se bude dít dále, abychom tak dosáhli, pokud možno 100 % přesného závěru, nebo abychom alespoň minimalizovali počet chyb a na základě našich zjištění pak zvolíme další postup.

 

Zkusme se nyní na stejnou situaci podívat z jiného úhlu pohledu, a to ze strategického hlediska, resp. z hlediska evoluční psychologie. K tomuto účelu použijeme skvělou teorii, která je součástí evoluční psychologie a která má název Error Management Theory (EMT). Tuto teorii jako první publikovali v roce 2000 Martie G. Haselton a David M. Buss.

 

Tedy: opět si představme situaci, kdy procházíme krajinou, kde se vyskytuje velké množství prudce jedovatých hadů. Brzy se tak dostaneme do situace, kdy na poslední chvíli uvidíme před sebou na zemi objekt, který nápadně připomíná hada, ale nejsme si zcela jistí, zda se skutečně jedná o hada, nebo třeba o pokroucenou větev. Předpokládejme ale, že pouze v 10 % případů, tedy v deseti případech ze sta, se bude jednat skutečně o nebezpečného hada.

 

A opět, v zásadě máme na výběr ze dvou možností, jak se zachovat:
1. Zůstaneme stát před uvedeným objektem a budeme jej pozorovat a zkoumat, zda se skutečně jedná o hada, či nikoli.
2. Rychle uskočíme dozadu, zavrhneme výzkum a velkým obloukem místo s neurčitým objektem obejdeme.

 

V tomto případě ale budeme předpokládat volbu č. 2 a to v každém případě. Před objektem připomínajícím hada vždy uskočíme a rychle utečeme, trochu si přitom vymkneme kotník, zabloudíme, ale nakonec se zcela zničení doplazíme do cíle a tento stereotyp se bude opakovat při každém setkání s čímkoli, co jen trochu hada připomíná. Aby toho nebylo málo, budeme mít ještě trvale nepříjemný pocit z toho, že jsme asi pokaždé udělali chybu, protože se pravděpodobně v naprosté většině případů o hada nejednalo. Posedlost přesností myšlení a racionalitou je nejen vlastností mnoha psychologů, ale jedná se o naše obecné lidské vlastnosti. Jsme nastaveni tak, abychom nedělali zbytečné věci, minimalizovali své chyby a pokud možno se vždy chovali s ohledem na pravdu, resp. s ohledem na objektivní skutečnosti, pokud možno na 100 % přesně. Z hlediska EMT je ale přesto smysluplná pouze varianta chování č. 2, a to z důvodu nižších celkových nákladů vyplývající z chyb, které učiníme.

 

Podle EMT obsahuje naše myšlení záměrná evolučně daná zkreslení, díky kterým se dopouštíme mnohem většího množství „chyb“ v případě, že tyto chyby jsou méně nákladné z evolučního tedy strategického hlediska. Děje se tak v případě nejistoty, tedy v tom případě, kdy např. nemáme dostatek času na racionální rozhodnutí, nebo nemáme dostatek vstupních parametrů pro kvalifikované rozhodnutí a děje se tak zcela bez našeho vědomého rozhodnutí. Kdykoli tedy existuje asymetrie nákladů mezi dvěma typy chyb v průběhu evoluce, výběr vytvoří takové vnitřní mechanismy k „páchání“ chyb, které jsou z evolučního hlediska méně nákladné. A jak to souvisí s naším rozhodnutím ohledně možného hada? EMT říká, že tato zkreslení (chyby systému) vznikly proto, abychom byli chráněni, např. před uvedenými hady. Konkrétně v souvislosti s hady se toto zkreslení projevuje abnormálními obavami nejen z hadů, ale i z abstraktních vizuálních objektů, které svým tvarem hady připomínají. Jsme tedy evolučně naprogramováni na obavu z hadů, a to tak silně, že již kojenci, kterým jsou předloženy fotografie, kresby hadů nebo jen „hadí tvary“ reagují zásadními fyziologickými změnami, jako je zrychlený dech nebo srdeční tep. Strach z hadů je tak mocně ukotven v naší DNA, že vůbec není nutné se s těmito tvory v životě setkat nebo o nich jen slyšet, a přesto budeme jen na základní obrysy hada na obrázku reagovat třeba zvýšením krevního tlaku. V tomto případě se tedy nejedná o naučené obranné reflexy ale o vrozené obranné reflexy.

 

V našem prvním příkladu jsme se v poslední chvíli zastavili u předmětu, který mohl být kusem dřeva, nebo také smrtelně jedovatým hadem. Zůstali jsme stát, a posuzovali, zda se skutečně jedná o hada, či nikoli. Ve všech obdobných situacích bychom nakonec zjistili jaká je skutečnost a naše chybovost by tak byla nulová, úspěšní bychom byli ve 100 % případů. Oproti druhé variantě se tak jedná z hlediska přesnosti a omezení chybovosti o fenomenální úspěch. Bohužel, minimálně v jednom z těchto sta případů by došlo k uštknutí hadem a úmrtí. V našem druhém příkladu jsme okamžitě uskočili a vzali nohy na ramena. Nikdy jsme se tak nedozvěděli, zda se jednalo o hada, klacek, nebo ztracené vodítko pro psy s elegantní klikatou čárou. Ve všech případech jsme byli neúspěšní z hlediska racionálního posouzení situace, naše chybovost byla 100 % a úspěšnost tedy nulová. Je to „tragický výsledek našich kognitivních schopností a hluboká rána pro naše sebevědomí“, ale zato 100% výsledek z evolučního hlediska – z hlediska zachování druhu. Je tedy jasné, že náklady vyplývající z chyb při chování podle prvního příkladu jsou podstatně vyšší (náklady lidského života) než náklady vyplývající z chyb při chování podle druhého příkladu (značné nepohodlí). Je zde tedy jasná asymetrie nákladů, které vyplývají z chyb, tedy jejich zřejmá nesouměrnost.

 

Náš postup v souvislosti s druhým příkladem chování je tak jediný správný, a to ne proto, že jsme se tak sami vědomě rozhodli, ale protože při setkání s hadem zafungovalo zmíněné evoluční zkreslení, které nejsme schopni ovládat svojí vůlí. Jedná se o vrozenou obrannou reakci, která vyvolává tak silnou míru strachu, že bychom namísto před hadem, uskočili i před pohozeným kusem elektrického kabelu. V případě, že by neexistovaly ony život zachovávající strategické obranné mechanismy, o nichž možná ani netušíte, že jimi disponujete, asi byste ani nečetli tento článek, protože bez těchto mechanismů, zkreslujících naše vnímání, bychom tady již dávno nebyli. A pokud jste měli někdy pocit, že vaše rychlá reakce na daný podnět (zejména v nejistotě) se „tak nějak“ neshodovala s vašimi představami o racionálním či společensky vhodném chování, je možné, že jste v tom okamžiku podlehli některému z kognitivních zkreslení a v rámci rozhodovacího procesu jste přešli na „autopilota“, který našel nejvhodnější řešení za vás.

 

Zkreslení ve vnímání, které vzniká při střetu s hady, nebylo vybráno náhodně, protože se jedná o typické percepční zkreslení (percepční klam). Vizuálně tak vnímáme nějaký předmět, který jen vzdáleně připomíná hada, ale náš percepční systém, který zpracovává tento vizuální vjem nejen automaticky považuje předmět za nebezpečného hada, ale současně ještě zvětší jeho vnímanou velikost, zkrátí vnímanou vzdálenost mezi námi a daným předmětem a současně dojde k rychlé aktivaci vnitřních obranných reakcí (vyloučení stresových hormonů, zrychlení srdeční činnosti, zvýšení krevního tlaku apod.) a také motorických obranných reakcí (uskočení směrem od domnělého hada). Díky percepčnímu zkreslení tak reagujeme na některá potencionální nebezpečí velmi intenzivně. Podle Error management theory je takové jednání falešně pozitivní, dopouštíme se zvýšeného počtu chyb a současně si „komplikujeme život“, ale zato je zde mnohem vyšší pravděpodobnost, že si svůj život zachováme.

 

Princip falešné pozitivity, tedy přiklonění se k vyšší chybovosti z důvodu omezení fatálních chyb se mimo jiné využívá např. i u požárních hlásičů. Ty jsou automaticky nastaveny na vyšší citlivost, než je nutné z hlediska standardního zachycení příznaků požáru i přesto, že tak mnohem častěji dojde k falešným poplachům. Protože náklady na řešení třeba i mnoha falešných poplachů jsou samozřejmě nižší, než náklady na řešení jednoho „důkladného“ požáru.

 

Percepční klamy velmi dobře popisuje paní profesorka Alena Plháková ve své Učebnici obecné psychologie: „Percepční klamy jsou zkreslené vjemy, které jsou výslednicí vnitřních nervových a psychických procesů. Vznikají zcela bezděčně, nezávisle na naší vůli. Iluzorní vjem neodpovídá reálným vlastnostem podnětů, což lze ověřit měřením. Percepční iluze přetrvávají, i když jsme informováni o skutečných poměrech.“

 

2. Auditory Looming Bias (ALB) a Auditory Looming Cues (ALC)

 

V roce 1998 vyšel ve vědeckém magazínu Nature článek s názvem „Perceptual bias for rising tones“ (Percepční zkreslení pro rostoucí tóny) od autora John G. Neuhoffa. V tomto článku píše autor o zvláštních asymetriích ve vnímání akustických signálů, které byly zjištěny během experimentů v oblasti psychoakustiky. Při experimentech byly využity dynamické akustické signály s rostoucí intenzitou. Neuhoff píše: „Preferenční reakce na rostoucí intenzitu zvuků mohou poskytnout organismu výhodu při přípravě na kontakt se zdrojem zvuku nebo zvýšenou míru bezpečnosti při jeho přiblížení.“ A v rámci následné korespondence s legendou v oboru psychoakustika G. Canévetem píše Neuhoff, že: „Percepční zkreslení se zaujetím pro rostoucí sluchové podněty by mohlo poskytovat selektivní výhodu v rámci rychlejšího rozhodování při hrozícím nebezpečí“.

 

John G. Neuhoff tedy v r. 1998 jako první přišel s informacemi o možných preferenčních reakcích při vnímání určitých zvuků se souvislým dynamickým vývojem hlasitosti a současně jako první přišel také s úvahou, že toto percepční zkreslení může být selektivní výhodou, která vznikla v průběhu evolučního procesu, pro možnost rychlejšího rozhodování při hrozícím nebezpečí.

 

V roce 2002 je v práci Auditory looming perception in rhesus monkeys (Asif A. Ghazanfar), na které spolupracoval i John G. Neuhoff, poprvé použitý termín pro toto specifické percepční zkreslení při vnímání zvuků s rostoucí intenzitou, a to Auditory Looming Bias (ALB).

 

V r. 2019 John G. Neuhoff uzavřel svůj dvacetiletý výzkum v oblasti Auditory Looming Bias vydáním práce Converging evidence for an evolutionary bias in perceiving looming sounds (Sbíhající se důkazy o evolučním zkreslení při vnímání rostoucích zvuků). Jedná se o souhrn dosavadních důkazů o evolučním významu percepčního zkreslení ALB. Důkazy o evolučním významu zkreslení při vnímání rostoucích zvuků, jinak také „Percepční asymetrii na hrozebné sluchové podněty“, byly dosud shromážděny následovně: teoretické důkazy, psychologické důkazy, lékařské důkazy, fyziologické důkazy, genetické důkazy, fylogenetické důkazy, důkazy shromážděné lovci, mezikulturní důkazy.

 

V úvodní kapitole tohoto článku byly vysvětleny obecné principy percepčního zkreslení z hlediska Error management theory a v této kapitole jsme se již přesunuli do oblasti zpracování sluchových podnětů s ohledem na konkrétní typ percepčního zkreslení, a to Auditory Looming Bias (ALB).

 

Auditory Looming Bias (ALB) je tedy druh percepčního zkreslení ve vnímání specifických sluchových podnětů, které signalizují možné přibližující se nebezpečí. Tato asymetrie ve vnímání zvuků má zásadní význam z hlediska přežití nebezpečných situací, protože umožňuje rychlejší rozhodování při hrozícím nebezpečí. K rozvoji ALB došlo v průběhu evoluce nejen u lidí a dalších druhů primátů, ale také u jiných savců. Bezkonkurenčně nejlépe je však tento fenomén prozkoumán v souvislosti s experimenty na myších a potkanech, což je pro nás z hlediska vývoje plašičů škůdců zcela zásadní výhodou. Percepční asymetrie sluchu ALB a s ní spojené vrozené obranné reakce se vyvíjely miliony let na základě zkušeností s hrozícím nebezpečím. ALB je ideálně uzpůsobená pro řešení nebezpečných situací v rámci ekologické relevance v souvislosti s konkrétním živočišným druhem, protože každý živočich podléhá jiným typům ohrožení. Základní vlastnosti ALB ale mohou být mezi některými druhy živočichů velmi podobné, protože mnohé zdroje ohrožení jsou historicky shodné pro různé druhy živočichů.

 

Řekli jsme si co je ALB a o jaký druh percepčního zkreslení se jedná a nyní je na řadě vysvětlení, jaký zvuk vlastně způsobuje tyto asymetrické reakce v našem sluchovém vnímání, co je tedy příčinou aktivace těchto ochranných mechanismů a následné aktivace vrozených obranných reflexů.

 

Protože asi nikdo jiný by tyto zvuky a jejich účinky nemohl charakterizovat lépe než John G. Neuhoff, použijeme citaci z jeho práce Looming sounds are perceived as faster than receding sounds, která vyšla v r. 2016: „Přibližující se zvuky vyvolávají řadu ochranných fyziologických, kognitivních, emočních a behaviorálních reakcí, které se nevyskytují v reakci na objekty vydávající zvuk, které se pohybují jakýmkoli jiným směrem. Přibližující se zvuky přednostně aktivují amygdalu a distribuční neuronovou síť, která podporuje pozornost, sluchové vnímání prostoru, vnímání pohybu a plánování motorických reakcí. Všechny reakce svědčí o adaptivním znaku, který se vyvinul, aby ochraňoval organismus.“

 

Percepční zkreslení ALB tedy vyvolávají rostoucí zvuky, to znamená zvuky, které jsou charakteristické pro přibližující se objekty. Dnes již ustálené termíny pro pojmenování těchto typů zvuků je Auditory Looming Cues (ALC), což lze přeložit jako „rostoucí sluchové podněty“ nebo „hrozebné sluchové podněty“, alternativně používaným názvem je také „Looming Sounds“, neboli „rostoucí zvuky“ nebo „hrozebné zvuky“.

 

Percepční asymetrie sluchu ALB má zásadní význam z hlediska ochrany zdraví a života živočichů, protože prostřednictvím ALB dochází k vyvolání nepodmíněných obranných reflexů. Nepodmíněné reflexy se vyvíjely v průběhu evoluce, jsou tedy geneticky dané, dochází k nim zcela automaticky a za odpovídajících podmínek se dostavují vždy a stereotypně. Na rozdíl od podmíněných reflexů není možné se nepodmíněným reflexům „odnaučit“. Z hlediska evoluční historie je pro škůdce, na které cílíme v souvislosti s využitím ALC v plašičích (odpuzovačích) škůdců, obecně největším vnějším nebezpečím možný útok predátora. Nicméně je nutné zmínit další nebezpečné situace v přírodě, které se vyznačují vznikem ALC sluchových podnětů jako je např. nebezpečí ve formě přibližujícího se padajícího kamení, stáda velkých zvířat, valící se vody nebo v moderní době rychle se přibližující automobil, vlak apod. A právě takové podněty měly největší vliv na vznik a vývoj percepční asymetrie sluchu ALB.

 

Bylo zde uvedeno, že asymetrie sluchu ALB je ideálně uzpůsobená pro řešení nebezpečných situací v rámci ekologické relevance v souvislosti s konkrétním živočišným druhem. Zmínka o ekologické relevanci je velmi důležitá, protože míra percepční asymetrie ALB na hrozebné sluchové podněty (ALC) je závislá na reálné míře možného nebezpečí, které vyplývá z jeho ekologické relevance. Jinak řečeno: percepční asymetrie ALB má v sobě zakódovaná pravidla pro vyhodnocování nebezpečí, která vyplývají z konkrétních sluchových podnětů. Dochází k vyhodnocování statických i dynamických vlastností zvuku, jako je výchozí a konečná intenzita zvuku, tvar křivky intenzity zvuku, doba trvání zvukového podnětu, typ zvuku z hlediska zvukového spektra jako harmonický zvuk nebo šum, kmitočtový rozsah zvuku, tvar křivky kmitočtu, celistvost zvukového podnětu apod.

 

Ekologická relevance sluchového podnětu tedy znamená, že daný sluchový podnět odpovídá z hlediska charakteristiky reálnému blížícímu se nebezpečí a čím vyšší je předpokládaná míra nebezpečí, tím vyšší je míra zkreslení vnímaného zvuku (asymetrie) ALB v mozku a tím vyšší je také aktivita neuronů v mnoha oblastech mozku a neuronálních drahách mezi těmito oblastmi. Současně dochází k vyvolání adekvátních vnitřních obranných reakcí a k aktivaci obranných motorických reakcí.

 

Percepční asymetrie ALB tedy „přidává“ vnímaným zvukům na významu, pokud jsou vyhodnoceny jako ALC, tedy blížící se nebezpečí, a naopak při zpracování ALC ubírá na významu všem ostatním zvukům, které nesouvisí s možným ohrožením. Čím vyšší je pak vyhodnocená míra nebezpečí, tím vyšší je význam těchto podnětů z hlediska jejich vnímané hlasitosti, rychlosti a intenzity zpracování těchto podnětů v mozku, míry inhibice ostatních nevýznamných podnětů v mozku apod. Tyto aspekty pak mají vliv na vylučování stresových hormonů a na následné fyziologické obranné reakce jako je zvýšení krevního tlaku a srdeční činnosti při přípravě na „boj, nebo útěk“ a samozřejmě také na behaviorální reakce, tedy především na motorické obranné reakce. V delším časovém horizontu pak při působení stresu vznikají chronické fyziologické změny, které se projevují opět např. v chorobných změnách srdeční činnosti a krevního tlaku, změnách v krevním systému (změna množství bílých a červených krvinek), rozmnožovacích schopnostech a obecně pak ve snižování psychické a fyzické kondice, např. i z důvodu hladu, protože stresovaný škůdce vydá značnou energii na neustálé hlídání svého okolí a jeho schopnost obstarávání potravy je omezená.

 

Dá se zjednodušeně říci, že čím vyšší je vyhodnocená míra nebezpečí, tím silnější je pak i komplexní obranná reakce a kognitivní a emoční zatížení zainteresovaných oblastí centrální nervové soustavy konkrétním podnětem typu ALC.

 

Poznámka: V souvislosti s pojmy, které zde uvádíme, tedy s pojmy percepční a kognitivní bude vhodné nyní upřesnit do jaké oblasti vlastně zkreslení (asymetrie) Auditory Looming Bias (ALB) spadá. Pomůžeme si zde citací pana profesora Jaroslava Veselého z LF UP Olomouc:

„Klasifikace kognitivních funkcí:
Jednotný seznam kognitivních funkcí neexistuje. Určitá shoda panuje nad zařazením funkcí, které jsou vyhrazeny relativně vyšším úrovním nervové soustavy (bez spolupráce s nějakým konkrétním efektorem – končetinou, řečí, komplexnějšími výkony):
- pozornost – koncentrace
- myšlení; řešení problémů, logické myšlení, inteligence
- paměť a učení
Již mnohem méně jednotně se objevují:
- vnímání (percepce)
- představivost
- řeč, mluva, jazyk, čtení, psaní, komunikace, mluvení, artikulace, grafomotorika
- počítání
- motorické reakce (končetin) na různé typy podnětů
- konstrukční schopnosti
- exekutivní funkce jako komplexní funkce zprostředkované frontálním mozkovým lalokem, - chování, jednání.“

 

Jak je zřejmé z uvedeného citátu, není zcela jasné, zda proces vnímání (percepce), se kterým souvisí percepční asymetrie ALB, zařadit, nebo nezařadit mezi kognitivní funkce. Zpracování sluchových podnětů typu ALC, které vyvolávají tyto asymetrie ve vnímání, se ale zásadně liší od zpracování běžných neutrálních podnětů. Mimo jiné tím, že řízení zpracování ALC signálů automaticky přebírají nejvyšší kognitivní centra, tedy prefrontální kortex u lidí a prelimbická oblast u hlodavců a kunovitých.

 

Moderní náhled na procesy, které se odehrávají v mozku v souvislosti s myšlením, tedy „decentralizovaný“ náhled, vychází z předpokladu, že mnoho procesů, které byly dosud považovány za kognitivní činnosti související pouze s nejvyššími kognitivními oblastmi, se odehrává i v nižších kognitivních oblastech a obejdou se bez zpracování v nejvyšších kognitivních oblastech. Tato skutečnost se týká například sluchového kortexu a zajímavá z tohoto hlediska je např. práce The causal role of auditory cortex in auditory working memory (Liping Y. a kol., 2021), která prokazuje, že sluchový kortex (AC) je přímo zapojený do ukládání informací do pracovní paměti. V posledních letech se pak objevuje stále více potvrzení, že AC neslouží jen k dekódování zvukových signálů, ale že se jedná o kognitivní centrum nižší úrovně s vlastní pracovní pamětí. I když ještě v r. 2018 byla tato možnost rozporována. Další velmi zajímavou prací je z tohoto hlediska „Plasticity in the Primary Auditory Cortex, Not What You Think it is“ (Weinberger N. M., 2014), ve které se potvrzuje zapojení AC do kognitivních funkcí, jako je pozornost, učení, vytváření paměťových konceptů a řešení problémů.

 

Z výše uvedených hledisek je tedy možné používat pro Auditory Looming Bias (ALB) jak označení percepční asymetrie, tak i kognitivní asymetrie, a současně považovat zpracování ALC signálu v centrální nervové soustavě za kognitivní proces.

 

 

Po prvních psychoakustických experimentech Johna Neuhoffa se začalo ALC cíleně zabývat více vědců z oblasti psychoakustiky, především se ale vědecké experimenty s ALC postupně rozšířily z tohoto oboru do dalších vědních oborů, a to především neuroanatomie, neuropsychologie a fyziologické psychologie.

 

Cílem těchto experimentů je vyvolání vrozených obranných reakcí a následné sledování neuronální aktivity v mozku laboratorních zvířat a jejich chování. Tyto experimenty mají význam jednak z hlediska obecného rozšíření poznání o centrální nervové soustavě, ale současně mají velký význam z hlediska studia neurologických onemocnění. Využití ALC pro vyvolání vrozených obranných reakcí je velmi perspektivní způsob, který zajišťuje vyvolání vrozených obranných reakcí v mozku velmi jednoduchým, přirozeným a neinvazivním způsobem.

 

Aktuální stav v oblasti vědeckých experimentů s ALC je takový, že je k dispozici již dostatečné množství závěrů potvrzujících zásadní vliv ALC na vyvolání vrozených obranných reakcí v mozku zvířat i lidí. V následujících letech a desetiletích bude úkolem vědců přesněji rozklíčovat procesy ke kterým dochází v mozku exponovaných laboratorních zvířat a lidí a současně stanovit obecné standardy využití ALC pro vyvolání vrozených obranných reakcí. Výsledky jednotlivých vědeckých experimentů tak bude možné mezi sebou jednoduše porovnávat a dá se předpokládat, že využití ALC se stane standardní vědeckou metodou pro vyvolání vrozených obranných reakcí a současně bude mnohem jednodušší využít výsledků experimentů také v praktických aplikacích mimo výzkumná centra. Paralelně vedle experimentů s laboratorními zvířaty, kde se využívají pro výzkum ALC nejmodernější invazivní techniky zobrazení nervové aktivity v mozku zvířat, jsou stále řešeny i psychoakustické experimenty s lidmi, při kterých se využívá jak subjektivní hodnocení předložených akustických podnětů lidmi zapojenými do experimentu, tak i neinvazivní způsoby sledování nervové aktivity, např. pomocí magnetické rezonance (MRI) nebo počítačové tomografie (CT).

 

I přes značnou perspektivnost praktického využití ALC, tyto patrně dosud nejsou cíleně využity v rámci žádné praktické aplikace. Je třeba si uvědomit, že nejzásadnější vědecké experimenty v oblasti neuroanatomie, neuropsychologie a fyziologické psychologie s ALC byly provedeny v několika uplynulých letech a ani zdaleka nebyly zaměřeny na praktické využití ALC ale pouze na potvrzení jejich zásadního vlivu v centrální nervové soustavě a vyvolání vrozených obranných reakcí. Přesto se již objevily první vědecké práce s výsledky experimentů s ALC, které naznačují možnosti budoucího praktického využití. Jedná se např. o možnost jejich využití v souvislosti se signalizací hrozícího nebezpečí. Je tak již např. potvrzeno, že reakční doba řidiče, který je upozorněn na nebezpečnou situaci pomocí ALC signálu optimalizovaného pro působení v lidském mozku, se výrazně zkracuje oproti upozornění pomocí jiných typů zvuků. Současně je možné pomocí modulace výstražného ALC signálu uměle zrychlovat nebo zpomalovat rychlost reakce na takový výstražný signál. Využitím ALC jako signálů upozorňujících na hrozící nebezpečí se cíleně zabývá mj. tým vědců z institutu Maxe Plancka a dá se předpokládat, že uvedení do praxe již bude rychlé.

 

3. Působení ALC v centrální nervové soustavě

 

V průběhu evoluce došlo v mozku k rozvoji zkreslení pro zpracování ALC signálů na základě reálných zkušeností s blížícím se nebezpečím. Toto zkreslení ve vnímání rostoucích zvuků ALC se nazývá Auditory Looming Bias (ALB). Zkreslení ALB je zodpovědné za vyvolávání vrozených obranných reflexů, které jsou tedy dědičné a mají zásadní význam z hlediska obrany proti blížícímu se nebezpečí. ALB zajišťuje, že specifické dynamicky se vyvíjející akustické signály (ALC) jsou v centrální nervové soustavě považovány za mimořádně důležité. ALC jsou tedy sluchové podněty, které signalizují blížící se nebezpečí v jeho akustické formě. Sluchové podněty ALC, jsou tak díky percepčnímu zkreslení typu ALB vnímány výrazně intenzivněji, mají přednost před jinými vjemy a současně dochází k aktivaci vnitřních obranných mechanismů a motorických obranných reakcí. Percepční zkreslení ALB a na něj navazující obranné mechanismy se vyvíjely miliony let a jsou založeny na přirozených formách nebezpečí. Především se jedná o rychle se přibližující predátory, padající stromy, padající kameny, blížící se stáda velkých zvířat a další druhy nebezpečí vyznačující se „hrozebnými“ zvuky typu ALC.

 

Vlivem působení sluchových podnětů typu ALC prostřednictvím percepčního zkreslení ALB dochází na rozdíl od běžných sluchových podnětů k abnormálnímu zvýšení aktivity neuronů ve sluchové dráze a dalších mozkových oblastech, jako je Inferior Colliculus (IC), Superior Colliculus (SC), sluchový thalamus (MG), periakveduktální šedá hmota (PAG), sluchová kůra (AC), ale automaticky dochází i k zásadnímu zvýšení aktivity neuronů v „nejvyšší“ kognitivní oblasti prefrontální kůře (PFC) u primátů, resp. u malých savců (myšovití, kunovití) v prelimbické kůře (PL). Dále dochází k výrazné aktivaci neuronů v oblasti amygdaly, což je v případě vrozených obranných reakcí zejména centrální oblast amygdaly (CeA) a dále v oblasti BNST (Bed Nucleus of Stria Terminalis).

 

V souvislosti s působením ALC v oblasti amygdaly je nutné zmínit konkrétní důsledky spuštění obranných reakcí, tedy především aktivaci strachu, stresu a úzkosti:

 

Strach: Spouští v organismu řadu složitých pochodů. Kromě tělesné odpovědi, zrychlení srdeční činnosti, zvýšení krevního tlaku či zúžení zornic, změní také aktivitu některých okruhů v našem mozku. Zjednodušeně řečeno dochází k aktivaci okruhů, které nás biologicky připravují na ohrožení nebo nebezpečí. Roste aktivita amygdaly, jádra řídícího emoce. Zde je důležitým hráčem noradrenalin, látka chemicky velmi podobná adrenalinu. Mozkový noradrenalin se uvolňuje zejména v amygdale a ta se pak podílí na tvorbě „strachového“ chování.

 

Stres: Vyvolává velmi rychlé aktivování stresového systému našeho těla. To vede nejprve k uvolnění adrenalinu, což způsobí tělesné příznaky jako bušení srdce, zvýšení tlaku nebo prokrvení končetin (příprava na útěk a boj). Následně se uvolňuje kortizol (u lidí), resp. kortikosteron (u hlodavců), tedy vlastní hormony stresové odpovědi. Kortizol (kortikosteron) může pomoci zvládnout útěk nebo boj a uvolňuje se třeba i při cvičení nebo jiné stimulaci. Pokud jsou ale hladiny stresových hormonů zvýšeny extrémně či dlouhodobě, poškozují lidské zdraví včetně mozku.

 

Úzkost: Oblast BNST (Bed Nucleus of Stria Terminalis), což je jedna z oblastí rozšířené amygdaly je zodpovědná za úzkost jako důsledek nejasného příchodu nebezpečí. Jestliže se podnět, který je spojený s nebezpečím, opakuje a objevuje v nepravidelných intervalech, dochází ke vzniku úzkosti. Jestliže se tedy ALC signál opakuje a objevuje současně v nepravidelných intervalech, vyvolává kromě již zmíněného strachu a stresu i úzkost, která má také velmi negativní vliv na organismus.

 

Motorické reakce: Z hlediska behaviorálních reakcí, tedy z hlediska změn chování, které souvisí s působením ALC na vrozené obranné mechanismy je nutné zmínit především základní obranné motorické reakce Escape (útěk) a Freeze (ztuhnutí).

 

V předchozím textu uvádíme, že zkreslení ve vnímání rostoucích zvuků typu ALC zajišťuje, že tyto zvuky jsou vnímány výrazně intenzivněji, mají přednost před jinými vjemy a současně dochází k aktivaci obranných mechanismů živočichů. Tato skutečnost se týká účinků ALC v jednotlivých oblastech mozku i nervových drahách, nicméně význam ALC nelze posuzovat pouze takto izolovaně. Je nutné současně zdůraznit i význam odlišného způsobu nervového přenosu ALC podnětů v mozku od přenosu běžných sluchových podnětů.

 

Zpracování běžných sluchových podnětů v mozku probíhá (zjednodušeně) následovně: Sluchový podnět je v oblasti vnitřního ucha převeden na elektrické signály, které následně putují prostřednictvím sluchové dráhy do prvního a nejnižšího centra zpracování sluchových podnětů, tedy do oblasti Inferior Colliculus (IC), což je nejprimitivnější, leč nejrychlejší centrum pro zpracování sluchových podnětů a důležitý rozbočovač signálů ve sluchové dráze. Následuje druhý rozbočovač a současně vyšší sluchové centrum než je IC, a to sluchový thalamus (MG), který sluchové signály zpracovává pomaleji, ale o to důkladněji. Ze sluchového thalamu pak signál postupuje do oblasti Auditory Cortex (AC), což je sluchová kůra a nejvyšší centrum zpracování standardních sluchových podnětů, tedy něco jako „zvuková karta“ v mozkovém počítači a současně postupuje i do oblasti Amygdaly. Oblast Amygdaly je tedy silně napojená na sluchový thalamus i na sluchový kortex, ale běžné sluchové podněty víceméně jen „sleduje“. Do jejich významnějšího zpracování se zapojuje v případě, že se jedná o sluchové podněty, které souvisí s emocemi. V případě, že je to nutné a jedná se např. o nejasné, narušené, nebo komplikované sluchové podněty, je do procesu zpracování zapojena také nejvyšší kognitivní oblast a hlavní centrum myšlení, tedy prefrontální kůra (PFC) u člověka, resp. u malých savců prelimbická kůra (PL). Takto tedy vypadá zjednodušené základní schéma zpracování běžných sluchových podnětů v mozku malých savců z čeledí myšovití a kunovití (myši, potkani, krysy, kuny, lasice).

 

Zpracování sluchových podnětů ALC v mozku probíhá jiným způsobem než v předchozím případě a do tohoto zpracování je zapojeno větší množství mozkových oblastí a nervových drah. Stejně jako v předchozím případě je sluchový podnět v kochleární oblasti vnějšího sluchového ústrojí převedený na elektrické signály a ty následně putují prostřednictvím sluchové dráhy do oblasti Inferior Colliculus (IC). V případě zachycení ALC ale již první „výhybka“ ve sluchové dráze, tedy IC předává tento typ signálu do nejvyššího kognitivního centra PL a následně i sluchový thalamus (MG), který signál zpracovává detailněji než IC, „kontaktuje“ přímo prelimbickou kůru (PL) s přesnějšími informacemi pro tento nejvýkonnější „procesor“ v mozku malých savců jako jsou myšovití, nebo kunovití. Jakmile PL zachytí sluchový podnět typu ALC, okamžitě zahajuje přímou komunikaci s oblastí sluchové kůry (AC) a pro své „výpočty“ využívá upřesněné informace o sluchovém podnětu, které AC průběžně detailně analyzuje a výsledky předává do PL. Prelimbická kůra v tomto případě prakticky zcela přebírá kontrolu nad činností sluchové kůry AC a využívá ji podle svých potřeb tak, že předává do AC dílčí úkoly s požadavky na jejich zpracování a výsledky následně využívá pro své vlastní analýzy a následné rozhodovací procesy.

 

Dále pak v případě ALC signálu dochází k silné aktivaci Amygdaly prostřednictvím „standardních“ nervových drah ze sluchového thalamu (MG) a sluchové kůry (AC), ale v tomto případě také přes přímou nervovou dráhu z oblasti prelimbické kůry (PL). Amygdala tedy přijímá multisenzorické informace ze sluchového thalamu, integrované senzorické informace ze sluchové kůry (AC) a informace o hrozebných podnětech (ALC) z oblastí mozkového kmene, resp. prelimbické kůry (PL). V případě ALC signálu je tedy současně aktivovaná i „přímá linka“ PL <> amygdala, aby bylo možné co nejrychleji reagovat na zachycené nebezpečí, které signalizuje ALC signál. PL tak jako nejvýkonnější „racionální centrum“ spolupracuje s amygdalou jako nejvýkonnějším emočním centrem na řešení problému souvisejícího s možným akutním nebezpečím a na základě této spolupráce dochází k průběžnému hodnocení míry vnímaného nebezpečí a následné modulaci intenzity obranných reakcí v organismu.

 

ALC tak prostřednictvím uvedených nervových oblastí mozku a nervových drah vyvolává vnitřní obranné reakce prostřednictvím percepční asymetrie (ALB). To znamená zejména uvolnění stresových hormonů adrenalinu a noradrenalinu, které způsobují tělesné změny jako je zrychlení srdeční činnosti, zvýšení krevního tlaku, prokrvení končetin apod. pro přípravu na útěk nebo boj.

 

A proč je zpracování signálů ALC v mozku odlišné od zpracování běžných sluchových podnětů? Do zpracování běžných sluchových podnětů není nutné zapojovat oblast amygdaly a prelimbické kůry (u člověka prefrontální kůry), bylo by to nejen zbytečné, ale i neefektivní a pro organismus velmi vyčerpávající. Proto existuje výchozí hierarchie při zpracování běžných sluchových podnětů tak, jak byla uvedena v našem prvním příkladě a oblasti amygdaly a PL se do procesu zpracování sluchového podnětu zásadněji zapojují opravdu jen tehdy, pokud je to nutné. ALC jsou ale signály nejvyšší důležitosti, které znamenají možné ohrožení života. Zpracování ALC je tedy odlišné, aby bylo zajištěno jejich co nejrychlejší a nejpřesnější vyhodnocení a současně aby byly ihned zahájeny aktivační procesy související s nastartováním obranných mechanismů v amygdale a jejich další modulace v souvislosti s průběžně upřesňovanými informacemi o míře hrozícího nebezpečí.

 

Uvedený proces zpracování ALC signálů v mozku malých savců jako jsou myšovití, nebo kunovití je zjednodušený a zaměřený na excitační nervové dráhy. Pro přehlednost jsou vynechány některé méně významné nervové dráhy a centra zapojené do zpracování ALC, nicméně uvedeme zde jeden z důležitých inhibičních procesů, který má zásadní vliv na zpracování ALC zejména při vysoké míře okolního hluku, tedy při vysokém hlukovém pozadí. Tento proces brzdí zpracování běžných sluchových podnětů, pokud dochází současně ke zpracování podnětů typu ALC. Jedná se o řízené potlačení zpracování běžných (neutrálních) sluchových podnětů již ve sluchovém thalamu, pokud je nutné soustředit se na zpracování ALC, nebo jiných „škodlivých“ podnětů. Tato inhibice je řízena přímo z PL (PFC) a podílí se na ní oblast tzv. bazálních ganglií.

 

Podněty typu ALC mají tedy natolik zásadní důležitost, že nedochází jen k jejich upřednostnění před jinými akustickými (ale i vizuálními, čichovými a haptickými) podněty, ale rovnou je zásadně utlumeno zpracování všech těchto ostatních podnětů, aby se mohl organismus soustředit pouze na zpracování ALC signálů souvisejících s možným ohrožením života. Uvedené inhibiční procesy, které tlumí zpracování všech ostatních podnětů kromě podnětů typu ALC, mají pak zásadní význam také při zpracování ALC podnětů v hlučném prostředí. Inhibice nevýznamných sluchových podnětů umožňuje i v silně hlučném prostředí zaměření sluchové percepce pouze na podněty typu ALC a výběrové utlumení zpracování běžných sluchových podnětů (např. okolního silného hluku). Tato skutečnost má velký praktický význam v souvislosti s našimi plašiči II. generace, které využívají simulované signály ALC (plašiče s ALCsim®). Výběrové utlumení zpracování běžných sluchových podnětů zajišťuje, že signál plašiče (odpuzovače) škůdců s ALCsim® budou škůdci intenzivně vnímat i v případě, že okolní hluk bude z hlediska své intenzity, resp. naměřené hladiny akustického tlaku, převyšovat intenzitu signálů ALCsim® plašiče. Současně je zajištěn negativní vliv ALCsim® na škůdce i v případě, že se škůdci nachází v prostoru, kde jsou již signály ALCsim® slabě slyšitelné. Jedná se o zásadní přednost plašičů II. generace s ALCsim®.

 

Z uvedených příkladů selektivního zpracování různých typů sluchových podnětů je pak zřejmé, že reálně naměřená hlasitost určitého typu akustického signálu v dB, který působí na vnější sluchové ústrojí, může být z hlediska vnímané hlasitosti tohoto signálu v centrální nervové soustavě velmi relativní hodnotou.

 

Současně s popsanými vnitřními obrannými reakcemi probíhají i motorické obranné reakce, tedy pohyby související s obranou, které mohou mít různý charakter. Např. u myší a potkanů jsou vzorce motorických obranných reakcí poměrně dobře prostudovány. Např. při nejnižším stupni hrozícího nebezpečí se motorická reakce vyznačuje zpravidla jen natočením hlavy nebo celého těla ve směru zdroje zvuku. Naopak při nejvyšším stupni ohrožení se zpravidla dostaví stereotypní motorická reakce ve formě krátkého „ztuhnutí“ s následným rychlým útěkem směrem k úkrytu. V závislosti na typu zachyceného „hrozebného“ sluchového podnětu a jeho intenzitě může být vyvolaný nejen jeden vzorec motorické reakce, ale i celá sekvence několika motorických obranných reakcí následujících jedna za druhou. Vědecké práce na téma obranných motorických reakcí jsou zajímavé nejen z hlediska samotných vzorců pohybových reakcí, ale zejména v souvislosti s procesy, které těmto reakcím předchází, a které jsou stejně jako v případě vnitřních obranných reakcí spojeny s různými mozkovými oblastmi a nervovými excitačními a inhibičními drahami, kterými jsou tyto oblasti propojeny.

 

Motorické obranné reakce, kromě v předchozím textu zmíněných mozkových oblastí, využívají ještě další, z hlediska motoriky zcela zásadní oblast mozku, a to periakveduktální šedou hmotu (PAG). Tato oblast mozku je schopná do určité míry zcela autonomně řídit primitivní motorickou činnost jako je okamžitý útěk, a to již na základě signálů přicházejících z Inferior Colliculus (IC). Kupodivu tedy zcela bez součinnosti vyšších kognitivních oblastí jako je sluchový thalamus, sluchová kůra, nebo PL (PFC). PAG je ale z hlediska mozkové hierarchie kognitivní oblast relativně nízké úrovně, schopná pracovat sice rychle, ale jen v hrubých rysech, bez využití kontextuálních informací a s velmi krátkou pamětí. Proto je oblast PAG schopná sama zpracovat jen velmi primitivní sluchové podněty, jako je např. velmi náhlý a hlasitý zvuk způsobující náhlý úlek, na který PAG reaguje aktivací nejjednodušší obranné motorické reakce typu Escape, tedy v případě hlodavců okamžitý útěk do hnízda, či jiného předem zmapovaného úkrytu. Auditory Looming Cues (ALC), jsou ale z hlediska zpracování skutečně velmi náročné na „výpočetní kapacitu“. Jedná se o signály s dynamickou změnou hlasitosti i frekvence, a navíc čím déle trvá ALC signál, tím náročnější je jeho zpracování v mozku. V případě zpracování ALC, z hlediska motorických obranných reakcí tedy pracuje PAG jen jako jakási inteligentní informační výhybka a „signálová váha“, do které proudí jak excitační, tak i inhibiční signály ze všech center, která zpracovávají ALC, a která na základě „významu“ daných mozkových center a míry intenzity jejich požadavků stanovuje jaký typ obranné motorické reakce bude v případě ALC aktivován.

 

K motorickým reakcím zbývá připomenout, že podle jedné z nejnovějších vědeckých prací již prelimbická kůra (PL) malých savců a současně i sluchová kůra (AC) předávají do PAG na základě svých vlastních analýz „předpožadavky“ na aktivaci konkrétních obranných motorických reakcí. PAG tedy v případě složitějších sluchových podnětů patrně jen „prahuje“ spuštění motorické reakce a jen do určité míry přispívá ke zvolení konkrétního typu obranného pohybu.

 

Zmíněno bylo, že ALC jsou z hlediska zpracování velmi náročné na využití mozkové kapacity, protože se jedná o komplikované signály s dynamickou změnou hlasitosti i frekvence. Jestliže pak navíc ALC signál trvá delší dobu, než je maximální možná doba pro zpracování celistvého signálu ve sluchové kůře, resp. doba po kterou je z hlediska vlastní paměti schopná sluchová kůra pracovat s celistvým signálem, je význam zpracování ALC v prelimbické kůře (PL) myšovitých a kunovitých o to větší. PL jako nejvyšší kognitivní centrum malých savců má pracovní paměť s nejvyšší kapacitou a je schopná zpracovat mnohonásobně delší celistvý sluchový podnět než sluchová kůra (AC). Delší ALC signál tedy obecně znamená zásadně vyšší celkové kognitivní zatížení všech oblastí mozku, které tento signál zpracovávají a déle trvající ALC signál není možné ani z technického hlediska bez využití PL smysluplně zpracovat v celé své délce.

 

Pro úplnost je třeba dodat, že do určité míry se na zpracování sluchových podnětů podílí i oblast mozku s názvem Superior Colliculus (SC). Tato oblast je u hlodavců, resp. obecněji u drobných savců, důležitá pro zpracování vizuálních podnětů a současně i sluchových podnětů. Z našeho hlediska se pak jedná především o integrační centrum pro zpracování sluchových a vizuálních podnětů. Excitační a inhibiční nervové dráhy SC z hlediska zpracování sluchových podnětů mají význam zejména ve spojení s periakveduktální šedou hmotu (PAG) a sluchovou kůru (AC) a z hlediska obranných reakcí se SC podílí zejména na řízení motorických obranných reakcí. Současně se SC podílí na dodání doplňujících kontextuálních vizuálních informací ke sluchovým informacím, které pomáhají sluchové kůře, ale především prelimbické kůře s analýzou sluchového podnětu pomocí dodatečných informací ze zrakového nervu, získaných pozorováním okolí. V případě zachycení podnětu typu ALC, který je vyhodnocený např. jako možný útok dravce, je vizuální pozornost ihned přesměrovaná podle sluchu do místa, kde by se měl dravec vyskytovat. Výsledná zraková informace putuje ze zrakového nervu mj. do oblasti Superior Colliculus (SC), kde dojde k hrubé analýze vizuálního i sluchového podnětu a výsledek putuje do sluchové kůry, prefrontální kůry a periakveduktální šedé hmoty (PAG) a přispívá k dalšímu optimálnímu řešení vzniklé nebezpečné situace. Za určitých okolností ale může dojít i k utlumení činnosti zpracování vizuálních kontextuálních informací pro zajištění co největší mozkové kapacity pro zpracování samotného ALC.

 

Je tedy zřejmé, že ALC jsou natolik důležité sluchové podněty, že dokáží obrátit standardní zpracování sluchových podnětů v centrální nervové soustavě „vzhůru nohama“, vyhlásit v mozku poplach 1. stupně, předat řízení „nejvyššímu velení“, tedy prelimbické kůře, zapojit všechna kognitivní centra do procesu zpracování tohoto signálu, potlačit zpracování všech nevýznamných podnětů a aktivovat vrozené obranné reakce organismu.

 

Na základě experimentů s lidmi (MRI + CT) bylo např. prokázáno, že akustické signály typu ALC aktivují nejvyšší kognitivní centrum, prefrontální kůru (PFC) výrazně dříve, než dojde k aktivaci sluchové kůry (AC) a následně jsou tyto signály současně zpracovávány v obou těchto kůrách. Nicméně PFC v tomto případě přebírá řízení nad AC a tok informací z PFC do AC je výrazně silnější než naopak.

 

Vliv ALC ve vnějším sluchovém ústrojí, nervová aktivita a její důsledky v jednotlivých oblastech mozku škůdců, aktivita v nervových drahách mezi těmito oblastmi a její důsledky a motorické reakce škůdců (jejich chování) jako důsledek uvedené nervové aktivity jsou v rámci našeho vývojového systému plašičů škůdců II. generace s ALCsim® hlavními kritérii posuzování významu ALC (Auditory Looming Cues) v souvislosti s jejich využitím v elektroakustických (zvukových i ultrazvukových) plašičích škůdců.

 

Poznámka: Uvedené způsoby zpracování sluchových podnětů (pokud není uvedeno jinak) odpovídají jejich zpracování v mozku myší, potkanů a kunovitých.

 

Poznámka: Jako nejvyšší kognitivní oblast myší, potkanů a kunovitých zde uvádíme prelimbickou kůru, prelimbic cortex (PL). U primátů je nejvyšším kognitivním centrem oblast prefrontálního kortexu (PFC). V našem textu ale občas uvádíme současně zkratku PL i PFC. To pak znamená, že uvedené tvrzení je ověřeno vědeckými experimenty s primáty (lidmi) i hlodavci, nebo pouze s lidmi, pokud je uvedená zkratka PFC samostatně. U myší a potkanů je často problém s názvem pro nejvyšší kognitivní oblast mozku a používají se výrazy jako u primátů, tedy prefrontální kortex (PFC), nejčastěji ale mediální prefrontální kortex (mPFC). Použití těchto zažitých názvů je ale v posledních letech kritizováno, protože se jedná o zavádějící názvy, které jako by odkazovaly na nejvyšší mozkové struktury primátů, ale jejich možností a funkcí nejvyšší kognitivní centrum hlodavců zdaleka nedosahuje. Proto je označení PFC, nebo mPFC pro nejvyšší centrum myšlení hlodavců, z hlediska jejich schopností, značně nadnesené. Rozumným řešením je tedy používat pro nejvyšší kognitivní centrum myší a potkanů termín prelimbická kůra, prelymbic cortex (PL). Prelimbickou oblast obsahuje i mozek primátů, ale u těchto je prelimbická oblast považována jen za součást PFC. Zajímavou prací na toto téma je např. „What, If Anything, Is Rodent Prefrontal Cortex?“ (Laubach M. a kol., 2018).

 

 

4. Zacílené druhy škůdců v souvislosti s využitím ALCsim®

 

Naše řešení využití Auditory Looming Cues (ALC) pro vyvolání vrozených obranných reakcí škůdců je zaměřeno na vymezené druhy z čeledi myšovitých, a to konkrétně myši, potkany a krysy a další specifické malé savce, konkrétně některé malé šelmy z čeledi kunovitých a to: kuna skalní, kuna lesní, lasice kolčava a lasice hranostaj. Na tato zvířata je primárně zaměřeno využití ALC pro vyvolání vrozených obranných reakcí jako součást komplexního systému vývoje plašičů (odpuzovačů) škůdců II. generace s využitím ALCsim®.

 

ALC je pravděpodobně možné využít pro vyvolání obranných reakcí i u jiných druhů zvířat, ale dosavadní vědecké experimenty s ALC byly prováděny pouze na myších, potkanech a vymezených kunovitých, což jsou také nejčastější zvířata využívaná v laboratořích v rámci vědeckých experimentů. Současně byl pak vliv ALC na vyvolání vrozených obranných reakcí potvrzen i u lidí a dalších dvou druhů primátů v souvislosti s rozsáhlými a mnohaletými experimenty v oblasti psychoakustiky a díky možnosti sledování mozkových reakcí pomocí magnetické rezonance a počítačové tomografie.

 

5. Vývojový systém elektroakustických plašičů škůdců II. generace s využitím ALCsim®

 

V souvislosti s využitím ALC v elektroakustických plašičích (odpuzovačích) škůdců jsme vytvořili komplexní vývojový systém pro řešení plašičů II. generace s využitím ALCsim®, jehož jádrem je právě využití ALC. Součástí tohoto systému je komplexní analýza relevantních vědeckých prací z období několika uplynulých desetiletí. Přes 180 nejdůležitějších vědeckých prací je součástí přehledu hlavních zdrojů. Další stovky vědeckých prací pak byly využity okrajově. Z hlediska možné využitelnosti bylo ale celkově posouzeno více než 1 000 vědeckých prací. Celkový rozsah našeho vývojového systému plašičů II. generace s ALCsim® je přes 500 stran a práce na tomto řešení trvaly několik let.

 

Systém pro řešení návrhu elektroakustických plašičů škůdců II. generace s využitím simulace ALC zahrnuje komplexní analýzu zpracování sluchových podnětů ve vnějším sluchovém ústrojí myší, potkanů a vymezených druhů kunovitých v závislosti na různých využitých intenzitách akustických signálů, a to i mimo intenzity hluku, které jsou běžně využívané při řešení audiogramů, tedy i s případným zohledněním ochranných mechanismů sluchu. Samotné výsledky této analýzy jsou velmi důležité, protože ukazují na značné rozpory mezi výsledky standardních audiogramů sluchu získaných pomocí měření otoakustických emisí, oproti výsledkům měření nervové aktivity v oblasti sluchové dráhy a z hlediska zpracování sluchových podnětů v relevantních oblastech mozku, a to v závislosti na různých intenzitách hlasitosti sluchových podnětů a použitém kmitočtu.

 

Náš závěr je takový, že standardní audiogramy jsou pro vývoj plašičů škůdců s využitím ultrazvukového signálu prakticky nepoužitelné. Řešení současných elektroakustických plašičů škůdců (a platí to i pro významné výrobce) je bohužel na tak nízké úrovni, že se při jejich vývoji asi jen intuitivně předpokládá, že pokud bude takový plašič (odpuzovač) generovat „nějaký hluk“ v oblasti zvukové nebo ultrazvukové, bude tato skutečnost dostačující pro to, aby takové zařízení při jeho praktickém využití negativně působilo na škůdce. Některá z takových zařízení pak nejsou schopná vygenerovat ani dostatečnou hladinu akustického tlaku, jiná zařízení se sice tváří sofistikovaně, takže používají např. rychlé sekvence impulsního hluku, díky kterým jsou obcházeny ochranné mechanismy sluchu ve střední a kochleární části vnějšího sluchového ústrojí, ale takový typ hluku je velmi kontraproduktivní, protože dochází k rychlému zvýšení sluchového prahu škůdců a dočasnému nebo trvalému poškození jejich sluchu.

 

V rámci testování jsme měli k dispozici desítky různých typů plašičů (odpuzovačů) škůdců z celého světa a ani jeden z těchto plašičů nebylo možné označit jako smysluplný. I v případě, že je vývoj plašiče založený alespoň na využití standardních otoakustických audiogramů, pak se tento vývoj opírá o mylné předpoklady, protože výsledky nervové aktivity ve sluchové dráze malých savců (myši, potkani, krysy, kuny, lasice), v závislosti na různých intenzitách hlasitosti sluchových podnětů a použitém kmitočtu podle nejnovějších vědeckých výzkumů, neodpovídají výsledkům standardních audiogramů, což platí především pro oblast ultrazvuku. To znamená, že i funkčnost těch stávajících elektroakustických plašičů škůdců, které jsou v dobré víře založeny na výsledcích standardních audiogramů stojí na mylných základech. Vývoj a výroba elektroakustických plašičů škůdců bez komplexních znalostí zpracování sluchových podnětů ve vnějším sluchovém ústrojí i v centrální nervové soustavě tak již dnes nedává žádný smysl.

 

Ucelená analýza vnějšího sluchového ústrojí škůdců je první částí našeho komplexního vývojového systému plašičů II. generace. Druhou částí je ucelená analýza zpracování sluchových podnětů v mozku vymezených druhů škůdců se zaměřením na sluchové podněty typu ALC. Třetí částí vývojového systému plašičů škůdců II. generace s ALCsim® je praktické řešení ALC signálů pro jejich využití v plašičích (odpuzovačích) škůdců s ultrazvukovým signálem. Jedná se tak o konkrétní řešení ekologicky relevantních ALC signálů s co největším vlivem v mozkových oblastech zpracovávajících tyto signály a v nervových drahách mezi těmito oblastmi. Uvedený vliv byl řešený jak z kvalitativního, tak i z kvantitativního hlediska, to znamená co nejvyšší intenzitu zasažení co nejvíce oblastí mozku zacílených škůdců. Kromě vyvolání co nejsilnějších obranných reakcí v mozku škůdců pomocí simulovaného ALC signálu a následných behaviorálních reakcí je tedy naším cílem také maximalizace kognitivního a emočního zatížení, to znamená co nejvyšší zatížení co největšího počtu mozkových oblastí pomocí konkrétních simulovaných ALC signálů.

 

6. Cíle a způsoby jejich dosažení v souvislosti s využitím ALCsim® v plašičích škůdců

 

Náš způsob využití ALC na vyvolání vrozených obranných reakcí prostřednictvím percepční asymetrie ALB je zcela unikátní. Jedná se o cílené generování optimalizovaných ekologicky relevantních sluchových podnětů a jejich využití proti škůdcům. Simulované ALC, tedy ALCsim® vyvolávají u škůdců komplexní obranné reakce a vytváří tak v prostoru jejich dosahu pro zacílené škůdce nehostinné prostředí.

 

Naším cílem bylo vytvoření zařízení, které generuje optimalizované ALC signály, prostřednictvím kterých působí na vrozené obranné reakce škůdců. Toto zařízení vlastně simuluje blížící se nebezpečí ve formě rychlých útoků dravců. Koncepce je založena na ekologické relevanci hrozebných sluchových podnětů (ALC), to znamená, že simulovaná rychlost blížícího se nebezpečí odpovídá reálným hrozbám škůdců v přírodě ve formě pozemních nebo vzdušných predátorů. Účelem bylo tedy vytvoření nepřátelského prostředí pro škůdce, ve kterém budou pociťovat neustálý strach, stres a úzkost.

 

Možnost využití působení na vrozené obranné mechanismy škůdců je jedinečná příležitost pro vytvoření plašiče (odpuzovače) škůdců zcela nového typu, s nesrovnatelně vyšší účinností oproti všem dosavadním zařízením využívaným k plašení škůdců založených na bázi zvukového nebo ultrazvukového signálu. Výhody zařízení, které využívá simulované signály ALC oproti standardním typům plašičů škůdců I. generace, nespočívají jen ve zvýšení negativního vlivu akustického signálu na škůdce. Vzhledem k cílení na vrozené obranné reakce a ohleduplnosti řešení k vnějšímu sluchovému ústrojí je možné dosáhnout minimální habituace na akustický signál tohoto typu plašiče škůdců, současně se zásadním snížením negativního vlivu použitého signálu na vnější sluchové ústrojí škůdců.

 

Možnost habituace škůdců na signál plašiče je dále omezená díky využití více zvukových proudů (více nezávislých zvukových kanálů, které produkují ALCsim®). V našich standardních typech plašičů škůdců II. generace je tak využito více nezávislých generátorů ALCsim® a to 2 až 4 generátory pro šíření ALCsim® s různými okamžitými vlastnostmi do různých směrů. Kromě snížení možnosti habituace je toto řešení zásadní i jako simulace útoků predátorů současně z různých míst a s různou rychlostí a intenzitou. To má pak obecný význam z hlediska zvýšení účinnosti plašičů, zvětšení účinného prostoru a pro obecně vyšší penetraci chráněného prostoru signály plašiče, díky dosažení vyššího akustického výkonu, ale bez zvýšení striktně stanovené bezpečné maximální hladiny akustického tlaku plašičů (odpuzovačů).

 

Z hlediska vlastností ALC a jejich využití v plašičích škůdců je nutné zmínit ještě jednu skutečnost, která je zásadní. Signály ALC jsou vzhledem ke své důležitosti jako výstražné signály schopny přesměrovat pozornost posluchačů od jiných vjemů právě k vnímání ALC jako aktuálně nejpodstatnějšího podnětu. Tuto modifikaci smyslového vnímání řídí prefrontální kortex (u primátů), resp. prelimbická oblast mozku (u myší). Tyto nejvyšší kognitivní centra pak obecně přebírají řízení nad zpracováním ALC signálů. K přesměrování pozornosti na ALC pak dochází i ve ztížených hlukových podmínkách, kdy je intenzita hluku pozadí vyšší, než je intenzita samotného ALC. Z tohoto hlediska roste význam využití plašičů škůdců s ALC v hlučném prostředí, kde zvukové nebo ultrazvukové signály standardních plašičů I. generace bez využití ALC již nemohou mít z hlediska odpuzování škůdců žádný význam.

 

Stanovené cíle návrhu plašičů škůdců II. generace s ALCsim®:
- Aktivace vrozených obranných reflexů škůdců pomocí ALCsim®
- Využití kmitočtového pásma 40 kHz
- Maximalizace akustického výkonu plašičů využitím více akustických proudů
- Maximalizace kognitivního a emočního zatížení škůdců
- Získání a udržení co nejvyšší pozornosti škůdců i v hlučném prostředí
- Minimalizace negativního vlivu na vnější sluchové ústrojí škůdců
- Omezení habituace (postupný úbytek reakce) škůdců na nejnižší míru
- Narušování druhové i mezidruhové komunikace škůdců
- Narušování schopnosti škůdců určovat polohu, rychlost a směr zdrojů zvuků
- Naprostá bezpečnost z hlediska lidského zdraví
- Naprostá bezpečnost z hlediska zdraví běžných domácích a hospodářských zvířat.

 

Způsoby dosažení stanovených cílů návrhu plašičů škůdců II. generace s ALCsim®:
- Využití ALCsim® pro vyvolání vrozených obranných reakcí škůdců
- Využití více generátorů pro rozšíření simulace útoků predátorů a zvýšení akustického výkonu
- Optimalizace ALCsim® s ohledem na jeho ekologickou relevanci
- Optimalizace ALCsim® s ohledem na maximalizaci kognitivního a emočního zatížení škůdců
- Optimalizace modulace SPL s ohledem na zatěžování vnějšího sluchového ústrojí
- Šumový cyklus pro regeneraci vnějšího sluchového ústrojí škůdců (variantní řešení)
- Zdravotně bezpečnostní analýzy s ohledem na lidské zdraví
- Zdravotně bezpečnostní analýzy s ohledem na zdraví domácích a hospodářských zvířat
- Legislativní analýza z hlediska hlukových zákonů.

 

7. Ekologická relevance a pojetí využití ALCsim® jako simulace útoku predátora

 

Řešení využití simulace ALC signálu v plašičích škůdců je v prvé řadě založeno na využití výsledků vědeckých experimentů se sluchovými podněty se zaměřením na podněty, které vyvolávají vrozené nebo podmíněné obranné reflexy. Ve druhé řadě byla vhodnost konkrétního ALC signálu posuzovaná z hlediska jeho ekologické relevance.

 

Celým řešením vývojového systému plašičů (odpuzovačů) škůdců II. generace s ALCsim® se tedy táhne „červená nit“, která byla v rámci tohoto řešení vnímána jako zásadní sjednocující prvek celé práce, a to jeho ekologická relevance. Ekologická relevance simulovaného ALC signálu z našeho hlediska znamená především to, zda simulace přibližujícího se nebezpečí v souvislosti s navrženým a využívaným ALCsim® signálem v našich plašičích škůdců odpovídá reálným parametrům akustického signálu, který je charakteristický pro útok pozemního nebo vzdušného predátora na námi vymezené druhy škůdců.

 

Kromě základních vlastností simulovaného ALC signálu, jako je kmitočtový rozsah, charakteristika signálu (šumový signál, harmonický signál, kombinace), křivka hladiny akustického tlaku, kmitočtová křivka, doba trvání periody signálu apod. existují i další vlastnosti akustického signálu, které již úzce souvisí s jeho konkrétním vnímáním v souvislosti s posuzováním směru a rychlosti pohybujícího se zdroje zvuku. V rámci vývojového systému plašičů II. generace s ALCsim® máme ošetřeny i tyto vlastnosti, kterými jsou především rozdílová hlasitost, binaurální informace, Dopplerův jev a nelinearita nárůstu a poklesu hlasitosti pohybujícího se zdroje hluku. Z hlediska využití vhodného kmitočtu jsou zde detailně a z mnoha ohledů rozebrány výhody a nevýhody využití různých kmitočtů pro simulaci ALC a celkový význam různých kmitočtových pásem pro život myší, potkanů, kun a lasic z hlediska jejich nutnosti lokalizace zdrojů hluku a druhové i mezidruhové vokalizace včetně využití formantů, tedy rezonančních frekvencí při jejich vokalizaci.

 

Z hlediska simulace přibližujícího se nebezpečí ve vztahu ke škůdcům je nutné zmínit ještě jednu zásadní skutečnost. Pohybové signály, tedy zvukové signály, které signalizují pro posluchače blížící se zvukový zdroj, vnímáme jako lidé pouze v oblasti našeho rozsahu slyšitelnosti tedy od cca 20 Hz do max. 20 kHz. Škůdci jako jsou myši, potkani, nebo vymezení kunovití ale nejsou takto omezeni a horní hranice jejich schopnosti vnímat ultrazvukové signály je např. u myší až cca 100 kHz. Je nutné zdůraznit, že nejlepších výsledků z hlediska schopnosti myší posuzovat polohu zdroje zvuku (ultrazvuku) bylo u myší dosaženo na kmitočtu cca 80 kHz! Myši mají tedy nejlepší odhad pro polohu zdroje zvuku na čtyřnásobně vyšším kmitočtu než je horní hranice slyšitelnosti zvuku člověkem. Obecně pak myši a potkani posuzují polohu a pohybové vlastnosti zdroje zvuku především v oblasti ultrazvuku (to samozřejmě neplatí pro zdroje, které negenerují současně kromě zvuku i ultrazvuk) a jejich vzájemná druhová komunikace probíhá také na ultrazvukových kmitočtech.

 

Na základě výsledků, které jsme získali při vytváření vývojového systému plašičů škůdců II. generace s ALCsim®, můžeme obecně konstatovat, že ultrazvukové pásmo má pro život těchto živočichů zásadně vyšší význam, než se dosud všeobecně předpokládá a současně, že oblast zvuku na kmitočtech pod úrovní 20 kHz není pro tyto živočichy příliš významná. Podstatné zvukové zdroje pocházející od hrozícího nebezpečí, jako jsou např. útoky pozemních nebo vzdušných predátorů, totiž generují podstatně širší kmitočtové spektrum než si my lidé, omezeni možnostmi lidského sluchu, dokážeme běžně uvědomit.

 

Součástí vývojového řešení plašičů (odpuzovačů) škůdců II. generace s ALCsim® je i využití frekvenční analýzy a naměřených hodnot hladin akustického tlaku zvuků, které souvisí s běžnými hrozbami ze strany predátorů, tedy např. pohyb běžných pozemních šelem (pes, kočka) po různých površích nebo kmitočet šumu křídel dravého ptáka při útoku. Tato měření byla řešena v rámci 1/3 oktávové analýzy od rozsahu 25 Hz až do rozsahu 40 kHz. Na základě frekvenční analýzy a naměřených hodnot hladin akustického tlaku je možné konstatovat, že uvedené běžné přibližující se hrozby (pozemní a vzdušní predátoři) vyvolávají v oblasti ultrazvuku (v závislosti na kmitočtu) srovnatelně intenzivní zvuk jako v oblasti 20 Hz až 20 kHz a v některých případech je intenzita vygenerovaného hluku běžícím nebo letícím dravcem v ultrazvukové oblasti i vyšší než v oblasti 20 Hz až 20 kHz. Navíc se dá předpokládat, že pokud by byla uvedená měření realizovaná kromě mnoha běžných přírodních povrchů i na sněhové pokrývce (což dosud nebyla), byly by výsledky celkově ještě více ve prospěch ultrazvuku.

 

Komplexní srovnání možností využití zvukového a ultrazvukového signálu v souvislosti s různými ultrazvukovými kmitočty je tedy samozřejmě také součástí našeho uceleného vývojového systému plašičů II. generace s ALCsim®.

 

Údaje získané z vědeckých prací a současně i z našich interních měření potvrzují, že i z hlediska ekologické relevance je možné pro simulaci přibližujícího se nebezpečí (resp. útoku predátora) pro vymezené druhy škůdců použít s výhodou pouze signály v ultrazvukové oblasti, a to i na vyšších ultrazvukových kmitočtech, aniž by bylo nutné řešit pro simulaci útoku dravců současně i generování signálů v oblasti 20 Hz až 20 kHz, nebo signálů na nižších ultrazvukových kmitočtech.

 

8. Shrnutí přehledu vědních oborů, které souvisí s vývojem elektroakustických plašičů druhé generace s ALCsim®

 

 

Optimalizované signály ALCsim® působí na nervovou soustavu škůdců a vyvolávají silné nervové reakce, které mají vliv na chování a prožívání škůdců, pohybujeme se tak v oblasti Neuropsychologie. Vzhledem k tomu, že experimenty na laboratorních zvířatech mohou být invazivní, získáváme díky tomuto oboru navíc i přesnější informace o vnímané intenzitě a rychlosti vnímání akustických signálů díky měřením neuronální aktivity od počátku sluchové dráhy až po nejvyšší kognitivní oblasti mozku, které zpracovávají akustické podněty. Díky tomu máme k dispozici u laboratorních zvířat mnohem přesnější a spolehlivější informace o subjektivním vnímání různých akustických podnětů, než je možné získat při experimentech s lidmi v oblasti psychoakustiky. Neuropsychologie tedy zkoumá také vzájemný vztah nervových a následných behaviorálních reakcí. Z hlediska behaviorálních reakcí jsou to pro nás důležité motorické obranné reakce škůdců. Neuropsychologie je také oborem, který se snaží komplexně řešit mechanismy strachu, stresu a úzkosti, tedy včetně zprostředkujících mechanismů mezi nervovou aktivitou a vznikem strachu, stresu nebo úzkosti. Tímto zprostředkujícím mechanismem je hormonální systém.

 

Nervové reakce a jejich zprostředkující mechanismy, tedy např. zmíněný hormonální systém, vyvolávají následné typické fyziologické projevy, tedy např. vylučování stresových hormonů, změny srdečního tepu a krevního tlaku nebo změny reprodukčních schopností. Do fyziologických projevů ale patří také strach, stres a úzkost. Fyziologické změny pak ovlivňují myšlení, vnímání, emoční reakce a chování. Tady se již pohybujeme v oblasti Fyziologické psychologie.

 

Poznámka: Je třeba dodat, že zmíněný strach, stres, nebo úzkost, jak je zřejmé z předchozího textu, je řešením jak pro neuropsychologii, tak i pro fyziologickou psychologii. Z hlediska fyziologické psychologie ale tento obor nezkoumá nervové příčiny strachu, stresu a úzkosti, ale řeší až fyziologické projevy a jejich důsledky z hlediska psychologie. Např. Psychofyziologie stresu a jeho prevence (Bartůňková S., katedra fyziologie a biochemie UK FTVS Praha) zmiňuje jako obory, které se snaží o ucelené pojetí stresu, právě tyto dva obory, tedy neuropsychologii a fyziologickou psychologii. Každopádně komplexního pojetí stresu je možné dosáhnout jen prostřednictvím obou těchto oborů, protože neuropsychologii chybí komplexnější náhled na stres z hlediska fyziologie a fyziologické psychologii zase chybí komplexní náhled z hlediska nervových procesů.

 

ALC (Auditory Looming Cues) mají prostřednictvím percepční asymetrie ALB (Auditory Looming Bias) vliv např. na vnímanou hlasitost těchto signálů oproti běžným zvukovým podnětům. A právě Psychoakustika je vědním podoborem psychologie, který zkoumá akustické podněty z hlediska jejich subjektivního vnímání a umožňuje nám tak náhled na ALC oproti jiným typům akustických signálů, a to právě ze subjektivního hlediska. Psychoakustika má pro nás velmi důležitý význam především z hlediska zkoumání ALC signálů v souvislosti s experimenty s lidmi a jinými druhy primátů.

 

Fyzikální akustika se zabývá fyzikálními procesy při přenosu zvuku – vznik, šíření a pohlcování zvuku. Např. principy měření hladiny zvuku, spektrální analýza, akustická pohltivost materiálů apod. jsou součástí fyzikální akustiky. Využíváme poznatků o základních vlastnostech akustických signálů jako např. útlum signálu se vzdáleností od zdroje v závislosti na kmitočtu, vztah mezi hladinou akustického tlaku a akustického výkonu apod.

 

Fyziologická akustika je pro nás velmi důležitá, a to ze dvou důvodů. Prvním důvodem je zajištění bezpečnosti plašičů (odpuzovačů) škůdců z hlediska zdraví člověka a současně z hlediska zdraví běžných domácích a hospodářských zvířat. Druhým důvodem je pak zajištění minimálního negativního vlivu akustického signálu, který je využitý v našich plašičích škůdců na vnější sluchové ústrojí škůdců. Potřebujeme tedy zajistit, aby signál hladce prošel vnějším sluchovým ústrojím škůdců a negativně působil na škůdce až v jejich centrální nervové soustavě.

 

A na konec jsme ponechali podobor psychologie s názvem Evoluční psychologie. Tento obor současně otevírá i uzavírá naše řešení plašičů škůdců. Auditory Looming Bias, tedy specifický typ percepční asymetrie má evoluční rozměr. Významně a silně viditelně ovlivňuje chování škůdců při jejich zasažení akustickým signálem typu Auditory Looming Cue. Auditory Looming Bias je evoluční fenomén, který má zásadní vliv na chování škůdců a jejich rozhodovací procesy. ALB a jeho důsledky na psychiku jsou přímo zmiňovány jako typický příklad zkreslené kognice z důvodu evoluční výhody v souvislosti s výkladem teorie řízení chyb (Error management theory), která je součástí evoluční psychologie.

 

9. Závěr

 

Plašiče škůdců II. generace založené na využití simulace přirozených ALC signálů (ALCsim®) proti škůdcům z čeledí myšovití a kunovití, jsou zásadním inovativním řešením boje proti těmto druhům škůdců. Jedná se o nejvýkonnější zařízení tohoto typu na světě, s ohledem na zajištění naprosté bezpečnosti jejich uživatelů a domácích a hospodářských zvířat a samozřejmě s ohledem na dodržování hlukových norem souvisejících s ultrazvukovým signálem šířeným vzduchem.

 

Navržené plašiče (odpuzovače) vytváří velmi nepřátelské prostředí pro zacílené škůdce, ve kterém jsou vystaveni trvalému strachu, stresu a úzkosti. V tomto prostředí čelí škůdci neustálým simulovaným útokům predátorů, a to z různých stran, s různou rychlostí a razancí. Současně je snížená míra habituace škůdců na signály těchto plašičů na minimum. Na minimum je také omezeno riziko poškození sluchu škůdců a s tím spojený problém s možným rychlým snížením účinnosti, tak jak se to děje u standardních typů akustických plašičů škůdců I. generace. Škůdci tak chráněný prostor opouští a hledají nové útočiště mimo dosah signálů plašiče.

 

ALCsim® a jejich využití v plašičích škůdců je světově unikátní řešení společnosti Deramax.cz s.r.o. s aktivní ochranou u patentového úřadu ČR. V přípravě je také již patentová ochrana pro řadu dalších zemí.

 

Doslov:

Nejen způsob, ale i náš cíl z hlediska řešení plašičů II. generace, odpovídá standardním způsobům a cílům počítačového hackingu. Jedná se tedy o nalezení způsobu, jak se co nejefektivněji dostat zvenčí do konkrétního systému, s cílem jeho nestandardního využití. A proto také nese tento článek název „Jak „hacknout“ mozek škůdců ultrazvukovým plašičem s ALCsim®. Pomocí vhodného „akustického kódu“ se přes sluchový systém dostáváme postupně do stále vyšších kognitivních oblastí mozku škůdců, až po nejvyšší kognitivní oblast. Současně je „akustický kód“ optimální i z hlediska jeho „prostupu“ sluchovou drahou do emočních oblastí mozku. Naším obecným cílem z hlediska „nestandardního využití systému“ je pak dosažení zásadního snížení funkčnosti systému (tedy mozku škůdců) pomocí kognitivního a emočního přetížení, a tím omezení možnosti využití mozku pro řešení základních potřeb škůdců. Pokud bychom uvedený obecný cíl upřesnili, pak z hlediska kognice se jedná o nutnost zpracování mnoha zásadních a současně složitých úloh najednou a z hlediska emočního se jedná o vyvolání silných emočních reakcí (strach, stres, úzkost) v mozku škůdců, takže řešení základních potřeb škůdců, jako je obstarávání jídla, péče o mláďata, rozmnožování apod. není možné dostatečně zajišťovat. Účelem elektroakustických plašičů škůdců II. generace je tedy vytvořit v prostoru chráněném plašičem takové prostředí, ve kterém se budou cílení škůdci cítit „jako ve lví kleci“.

 

Autor:
Pavel Hnilica
Deramax.cz s.r.o.
Valašské Meziříčí

 

Veškeré obrazové a textové materiály jsou chráněny autorským zákonem a jejich použití je možné pouze se souhlasem autora (pavel@hnilica.eu).