Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Christian Schopf

 

Acoustic communication in noise: the gray mouse lemur as a primate model

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-104302

title (ger.)

Akustische Kommunikation in Lärm: der graue Mausmaki als ein Primatenmodell

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/schopfc_ws13.pdf

abstract (deutsch)

Das Ziel der vorliegenden These war die Untersuchung des akustischen Kommunikationssystems des grauen Mausmakis mit Fokus auf zwei Bestandteile, den Empfänger und den Sender. Da Kommunikation fast immer durch Lärm beeinträchtigt wird, wurden die Auswirkungen von Hintergrundrauschen auf die akustische Kommunikation von grauen Mausmakis im Besonderen analysiert. Hörschwellen und Hörempfindlichkeit sind Schlüsseleigenschaften, die den Empfänger kennzeichnen, so dass die erste Studie Daten zum Hörvermögen grauer Mausmakis vorstellt. Mit Hilfe von Hirnstammaudiometrie wurde die auditorische Hirnstammantwort gemessen und vergleichbare Hörschwellen der Art ermittelt. Zusätzlich wurde der Einfluss des Alterns auf die Hörschwellen und Hörempfindlichkeit analysiert, was eine breitbandige altersbedingte Abnahme zeigte. Die Ergebnisse wurden hinsichtlich der möglichen Art des altersbedingten Hörverlusts diskutiert, was auf eine metabolische oder konduktive altersbedingte Abnahme oder sogar eine Degeneration des Hörnervs hindeutet. Im Hinblick auf verschiedene Modelle zur Evolution von Hörempfindlichkeit bei Primaten und Säugetieren unterstützen die Ergebnisse das „Social drive“ Modell, welches soziale Komplexität als treibenden Faktor der Evolution von Hörempfindlichkeit betrachtet. Mit Fokus auf den Sender des akustischen Kommunikationssystems, behandelt die zweite Studie die Frage, wie fluktuierendes Hintergrundrauschen das vokale Verhalten und die vokale Struktur von grauen Mausmakis beeinflusst. Verschiedene lärmabhängige vokale Anpassungen werden dargestellt, die zeigen, dass die Tiere ihre Rufaktivität in erhöhtem Lärm verringerten. Zusätzlich passten graue Mausmakis ihre vokale Struktur an und zeigten eine erhöhte Rufamplitude im Lärm und eine erhöhte Signalredundanz im Frequenzbereich. Die Ergebnisse deuten an, dass Elemente komplexer lärmbedingter Veränderungen im menschlichen Sprechen einer vormenschlichen Grundlage entstammen. Des Weiteren wurden die Ergebnisse in Bezug auf mögliche periphere und neuronale Mechanismen diskutiert, die der Kontrolle dieser vokalen Veränderungen zugrunde liegen. Am Ende wurden potentielle neuronale Grundlagen diskutiert, die der audio-vokalen Kopplung zugrunde liegen, welche zu den lärmbedingten vokalen Veränderungen führt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der graue Mausmaki ein geeignetes nicht menschliches Primatenmodell ist, welches dazu beitragen kann, weitere Erkenntnisse zu grundlegenden Mechanismen und Prinzipien von akustischen Kommunikationssystemen und ihrer möglichen zugrunde liegenden Evolution zu gewinnen.

 

abstract (englisch)

The aim of this thesis at hand was to investigate the acoustic communication system of the gray mouse lemur focussing on two parts, the receiver and the sender. Since communication is almost always impaired by noise, effects of background noise on gray mouse lemur acoustic communication were analysed in particular. Auditory thresholds and hearing sensitivity are key features characterizing the receiver, thus the first study presents data on the hearing abilities of gray mouse lemurs. Brainstem evoked response audiometry was applied to measure the auditory brainstem response and to establish comparable auditory thresholds of the species. Additionally, the influence of aging on auditory thresholds and hearing sensitivity was analysed, revealing a broadband age-related decrease. The results were discussed concerning the possible type of age-related hearing loss indicating a metabolic or conductive age-related decrease or even a degeneration of the cochlear nerve. In the light of different models of the evolution of hearing sensitivity in primates and mammals, findings support the social drive model which considers social complexity as a driving factor of the evolution of hearing sensitivity. Focussing on the sender of the acoustic communication system, the second study deals with the question how fluctuating background noise influences the vocal behaviour and structure of gray mouse lemurs. Several noise-dependent vocal adaptations were presented revealing that subjects decreased calling activity in increased noise. Additionally, gray mouse lemurs adapted vocal structure showing an increase of call amplitude in noise and increased signal redundancy in the frequency domain. The findings suggest that elements of complex noise-dependent changes in human speech originated from a pre-human basis. Furthermore, the results were discussed concerning potential peripheral and neuronal mechanisms underlying the control of these vocal changes. Finally, possible neuronal substrates were discussed underlying the audio-vocal coupling that leads to the noise-dependent vocal changes. Taking all results together, I conclude that the gray mouse lemur is a valuable non-human primate model species that can help to provide further insight on basic mechanisms and principles of acoustic communication systems and their potential underlying evolution.

 

keywords

akustische Kommunikation; Primat; Lärm; acoustic communication; primate; noise

kb

1.854