生物声呐及其他感觉系统信息处理机理初探

嗅觉系统与听觉系统一样，测量的是相对值。海豚（蝙蝠）与其他生物一样，也都是测量信号的相对值。其实生物系统测量的信号都是相对值，主要基于如下因素。

1.神经系统本身特性

如何能根据具有不确定性的脉冲序列给出确定的测量结果？神经系统的每一神经元都要进行新陈代谢，受外界影响特别大，另外神经系统本身的不稳定性也使得脉冲序列具有不确定性。生物学家在进行实验时也明显感觉到了这样的情况。要使不确定的脉冲序列达到高分辨率的测量确实是难以想象的事。

神经系统中生化环境等的变化在H-H 方程式中反映在参数变化上，这些参数的变化最后都反映在类似图5.3所示的φR（θn）和φL（θn）两函数曲线的变化上。但根据符号动力学理论［27-28］，只要这两个函数的单调性不变，不管两函数如何变化，都不会影响其符号动力学规律。本文是在符号序列空间中求距离的，因此是在符号空间中进行测量的，测量的结果不会受生化环境等的变化影响，但是所测的量不是绝对量，都是相对量。(www.xing528.com)

2.测量环境

声波在海水中传播会受到很多因素的影响，如海水流动、海水温差变化等，这些因素已无法使海豚得到真正的方向值和多普勒效应的准确值（蝙蝠在空气中情况也一样）。海豚（蝙蝠）不知道它们本身的方向和速度，因此根本无法知道小鱼（飞虫）的绝对运动速度和方向，但是海豚（蝙蝠）可以知道小鱼（飞虫）的接近速度。这种相对大小的测量可称为S 空间中的测量。其实海豚（蝙蝠）在测量方向时，只需要测量相对值就可以了。海豚（蝙蝠）在接近目标物时，可以不断检测方向，从而调整自身以接近目标。这种相对量测量足以满足它们捕捉小鱼（飞虫）以及避开敌人的需要。这种只测相对值不管绝对值的测量方法，就是在有序空间中的测量，可以用最简单系统——一个神经元实现。符号序列所构成的空间就是文献［29］中所提到的序空间，也是本书提出的S 空间。在S 空间中虽然只是测量相对值，但并不代表测量误差很大。根据上述分析，这样测量的分辨率是非常高的，或者说系统灵敏度很高。