Sóng siêu âm "ma thuật" của cá heo có thể cải thiện kỹ thuật y học hiện tại

Mới đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện một điều vô cùng ngạc nhiên và lý thú: cá heo phát ra tới hai chùm siêu âm chứ không phải một như trước nay chúng ta vẫn tưởng.

Ngay từ những năm 1960, các nghiên cứu khoa học đã cho chúng ta thấy rằng, các loài động vật có vú ở biển như cá heo chẳng hạn, giao tiếp với nhau bằng sóng âm (một phần trong phổ siêu âm) theo nguyên tắc sonar.


Cá heo giao tiếp với nhau bằng sóng âm.

Sonar (sound navigation and ranging) tức phương pháp định vị bằng âm thanh. Có hai loại sonar, loại chủ động thì tự phát xung sóng và ghi nhận tiếng vọng lại, còn loại bị động thì chỉ ghi nhận âm thanh từ tàu bè hay các nguồn khác phát ra trong nước. Tần số âm thanh sử dụng trong sonar rất rộng, từ hạ âm (infrasonic) đến âm thanh bình thường (sonic) và siêu âm (ultrasonic). Sóng âm do cá heo phát ra thuộc loại siêu âm chủ động.

Thế nhưng mới đây, GS. Josefin Starkhammar, nhà nghiên cứu về âm học biển tại Đại học Lund (Thụy Điển) cùng hai cộng sự đã phát hiện một điều vô cùng ngạc nhiên và lý thú: cá heo phát ra tới hai chùm siêu âm chứ không phải một như trước nay chúng ta vẫn tưởng.

Hai chùm tia siêu âm này được phát đi theo nhiều hướng khác nhau và chùm tia sau hơi lệch thời gian một chút so với chùm tia trước. Ngoài ra, phần đầu của mỗi chùm tia đều có tần số hơi cao hơn so với phần còn lại, do vậy, tạo ra một trường âm thanh cao hơn. Và đây chính là điều bí mật mới được giải mã: trường âm thanh cao có khả năng đi xa hơn và giúp triệt tiêu các tiếng động khác gây nhiễu cho tín hiệu, còn trường âm thanh thấp tiếp theo giúp cá heo ghi nhận được hình dáng đối tượng một cách chính xác.

Để có được sự hiểu biết thấu đáo này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng đoạn cuối của chùm tia và tái tạo được toàn bộ cả hai chùm âm thanh gốc. Hai chùm tia này được phát đi rất chính xác và hoàn toàn bổ sung cho nhau. Đây là điều mà các phương pháp siêu âm của chúng ta hiện nay không làm được.


Cá heo phát ra tới hai chùm siêu âm chứ không phải một như trước nay chúng ta vẫn tưởng.

Bất ngờ trước phát hiện này, GS. Josefin Starkhammar đã gọi đây là một thuật toán hoạt động "giống như một công thức ma thuật!" và dự định sẽ áp dụng cho việc cải thiện kỹ thuật siêu âm hiện tại trong y học nhằm xây dựng các kỹ thuật hình ảnh sinh học mới.

Bằng việc sử dụng cùng lúc nhiều chùm tia theo kiểu cá heo nhưng là theo phương ngang, chúng ta sẽ có thể có được hình ảnh 3D, đo được độ dày của các cơ quan nằm sâu trong cơ thể con người, điều mà không phải lúc nào cũng nhận được trên siêu âm ngày nay. Chưa hết, kỹ thuật này còn có thể áp dụng trong địa chất để kiểm tra các lớp đất đá sâu bên dưới mặt đường mà không cần phải đào lấy mẫu.

Tuy nhiên, cũng theo GS. Josefin Starkhammar, trước mắt, nhờ sự hiểu biết về sự phát tia siêu âm để giao tiếp và định vị đối tượng của cá heo, chúng ta có thể bảo vệ tốt hơn cho loài vật thông minh này khỏi bị các hoạt động của con người gây xáo trộn ảnh hưởng đến âm thanh này.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Những điều bạn chưa biết về cá hải tượng

Những điều bạn chưa biết về cá hải tượng

Cá hải tượng là một loài cá nước ngọt sống ở vùng nhiệt đới Nam Mỹ. Đây là một trong những loài cá nước ngọt lớn nhất trên thế giới.

Đăng ngày: 29/03/2025
Xác người đàn ông Indonesia trong bụng trăn dài 7 mét

Xác người đàn ông Indonesia trong bụng trăn dài 7 mét

Dân làng ở Indonesia tìm thấy xác người bạn mất tích sau khi dùng dao rạch bụng con trăn khổng lồ bị bắt ở sau vườn.

Đăng ngày: 28/03/2025
Những loài động vật làm gì để vượt qua mùa đông băng giá?

Những loài động vật làm gì để vượt qua mùa đông băng giá?

Mời các bạn theo dõi infographic sau đây để biết chi tiết hơn về cách mà từng loài động vật vượt qua mùa đông băng giá.

Đăng ngày: 26/03/2025
Những loài vật giết người nhiều nhất thế giới

Những loài vật giết người nhiều nhất thế giới

Đối với con người, loài động vật được coi là "sát nhân" nguy hiểm nhất trên Trái Đất không phải là cá mập hay hổ, sư tử.

Đăng ngày: 22/03/2025
Loài rắn siêu tí hon cực lạ ở Việt Nam

Loài rắn siêu tí hon cực lạ ở Việt Nam

Thoạt nhìn, nhiều người sẽ lầm tưởng chúng là giun đất trưởng thành, cho đến khi chiếc lưỡi chẻ đôi đặc trưng của loài rắn thè ra khiến họ giật mình hãi hùng. Chúng thực sự là một loài rắn với đầy đủ các đặc điểm cấu tạo của rắn: có xương sống, có vảy, và đầu ngóc lên khi bò.

Đăng ngày: 21/03/2025
Những loài động vật di cư dài nhất trong tự nhiên

Những loài động vật di cư dài nhất trong tự nhiên

Nhạn biển Bắc Cực, rùa da, chuồn chuồn là ba trong số những loài động vật có những chuyến di cư dài nhất trong tự nhiên.

Đăng ngày: 15/03/2025
Vì sao rắn lột xác yếu ớt tột cùng?

Vì sao rắn lột xác yếu ớt tột cùng?

Với loài rắn, dù là loại rắn bé tẹo hay hổ mang khổng lồ nọc độc chết người đều phải trải qua màn lột xác (thay da) trung bình 4 đến 8 lần trong mỗi năm. Vậy tại sao rắn phải lột xác?

Đăng ngày: 15/03/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News