給鯨腦作個ＣＴ

鯨的發聲機理一直是生物學家要搞清的一個謎。在水下一聲萬分之一秒的輕吼，竟能讓千里之外的同伴獲知自己的存在，同時還能震昏魚類獲取獵物。奇怪的是這種世界上最強音不是發自喉嚨，而是鼻翼。要想拿出有說服力的證據，就必須借助現代高科技設備。

鯨的大腦遠比我們想象的要發達。它們不僅可以通過“唱歌”彼此聯絡，而且還可以像雷達一樣，接受幾千千米外“歌聲”的回音，利用回音定位在腦中繪出周圍海域的“環境細節圖”。美國軍方利用冷戰時期布設在海底的監聽系統，清晰地捕捉到美國鯨與加拿大鯨“千里暢談”的美妙之聲。

科學家深入研究后發現，鯨原來沒有聲帶，它的叫聲是在噴氣孔至氣管之間的鼻腔或咽喉利用空氣振動和流動而產生的，這種利用空氣但不用吐出空氣的見解，始終沒有理論上的證實。要想得出確切結論，就必須給鯨的頭部做CT掃描。

怎樣能獲得鯨頭不說，全世界能掃描如此巨大物體的CT機只有兩臺，一臺在美國，一臺在英國。

一波三折，有驚無險

特迪·克蘭伍德是圣迭戈大學的生物系教授，專門研究鯨、海豚等海洋哺乳動物。在讀研究生時，他就首創使用醫學中的高科技造像術探查了一只海豚的頭部結構，弄清了海豚的聲音來源。從那時起，他就把研究有齒鯨和海豚的發聲機理作為自己今后的主攻方向。因為他堅信，徹底弄清鯨在瞬間爆發的超強音，一定有著重要的應用價值。

去年秋天，在舊金山以南的圣格雷戈里奧海灘發現了一具剛出生不久的抹香鯨尸體。當時，克蘭伍德正在歐洲出席一個學術會議，他的兩個非常要好的同事，知道他日思夜想要得到這個東西，便火速趕到現場，用鋒利的專業工具，很快切下幼鯨310千克的頭顱，用從附近工廠借來的鏟車將它放入一輛貨車中，迅速存入附近一所大學的海洋實驗室，放進一臺30立方米的冰柜中。但根據經驗，鯨頭冷凍的時間不宜過長，以免腦組織發生變異。多方打聽，終于找到超大CT機的所在——洛杉磯東北部320千米處的一個美國海軍武器檢測和研發基地。這臺舉世罕見的CT掃描儀是專門用來檢查固體燃料火箭發動機上的孔隙和其他缺陷的。

起初，軍方不同意借用他們的設備，后來聽了克蘭伍德的研究項目后，來了一個180度的大轉彎。當然，想得到和難以預料的難題還有一大堆呢。比如怎樣在掃描的幾天內保持鯨頭的恒溫；用什么材料支撐才能既穩定又不影響X射線的效果等等。就在鯨頭即將抬上CT機的時候，天空突然下起了瓢潑大雨，頓時，電閃雷鳴，黑云壓頂。一個炸雷響過，只見掌控中心的計算機的報警指示燈一紅，整臺機器隨即停止了工作……

五天后，克蘭伍德終于拿到了一片片清晰的小鯨頭的內部結構圖，把這些平面圖合在一起，他就得到了一幅三維圖畫，順藤摸瓜就能找到鯨聚集聲音的路線圖。

鯨頭內部的發現

一頭成年雄性抹香鯨的頭部約占身體三分之一，有8米長，而其頭部液蠟狀的鯨腦油占頭容量的五分之一。其中主流觀點認為在抹香鯨的頭部有一個巨大的發聲器，而鯨腦油器官對鯨發出的聲波有放大和聚焦的作用。超強的聲波還是鯨的捕食工具，它們會輕易地將烏賊等震昏的魚類吞進腹中。模仿鯨鳴震昏魚類的試驗，很多人都做過，但解釋鯨腦油放大聚焦聲音的理論，卻沒有足夠的證據支持。就是解剖鯨的頭顱也不可能解決這個問題，因為鯨的頭部一旦被分解，就會破壞它的幾何構造，而音帶的形成正是其幾何構造和組織形狀協調作用的結果。所以，只有CT掃描的方式才能理清隱含其內的肌體構造真相。

CT掃描發現，鯨頭真正不同尋常的地方還是它的內部。它的鼻孔位于頭的前面，中心稍微偏左的地方，與鯨腦油器官前方的一個寬大的氣穴相同。左鼻腔氣穴繞鯨腦油器官的左側形成一個環行回路后直接通向肺部。右鼻腔的起點也在相同的氣穴，通過一處相對開闊的弓型管形成一個空氣層，一直通向鯨腦油器官的下方，并與前顱骨的一個囊相連接，最后通向肺部。在這種錯綜復雜的結構下面是水晶狀的脂肪塊：一種被稱為“廢腦油”的東西。因為它們隱藏在較深的內部，不容易獲取，所以被稱為“廢腦油”。

克蘭伍德認為，鯨的整個鼻腔是一架絕妙的將聲音反射、聚焦并發射出去的儀器，即使堵塞某一個細小的通道，都會使整個系統癱瘓。他一邊指點著業已制作好的三維立體圖像，一邊解釋說：“總而言之，抹香鯨的吼鳴聲是通過鯨腦油器官從這些發聲唇返回的，因為鯨腦油和水一樣具有傳導聲音的功能。聲音從氣囊反射后經由廢腦油傳出，再經過脂肪塊由前鼻孔發出。在鯨腦油的聚焦和反射作用下，它的聲音發出時凝聚成了一束比電線還細的高強度音束，在水下這種音束能傳播上千千米。鯨正是利用這種強音的回聲，來感知外部世界的。

美國軍方的新課題

克蘭伍德的鯨頭掃描計劃能夠順利完成，多虧了美國軍方的破例支持，不僅讓他免費使用機器，而且還承諾給他數百萬美元的經費支持，條件是分享他的研究成果。

對此，克蘭伍德除了有一點不高興外，沒有感到特別的意外。幾年前他就與他們有過類似的合作。當時，美國海軍武器研究所對海豚的發聲感興趣，撥給克蘭伍德100萬美元，讓他制造一個海豚模擬發聲器，用于訓練執行特種任務的海豚。

據說，用這臺模擬器訓練的海豚，在伊拉克的戰爭中對摧毀伊拉克的港口設施立下了頭功。其實，克蘭伍德的設想是用海豚的回聲定位功能尋找礦藏。被問及對于美國軍方的做法有何感想時，克蘭伍德聳聳肩，攤開手說：“毫無辦法，科學家除了自己的研究項目和儀器外，并不能左右什么。更別說是政治，就連自己指導的學生，也不是完全聽我的?！?/p>

難怪美國軍方會青睞鯨的聲音，因為那每一次的吼鳴都是一次能量的瞬間爆發，雖然它持續的時間很短，但其頻率和聲強都是生物界的極限，連人類最大的飛機——A380的引擎轟鳴也相形見絀。大多數的聲強都超出了人的聽力范圍。這些聲音如一束束看不見的激光，從那些巨大家伙的額部射出，而且它們還可以根據需要，只需變換某塊脂肪的形狀就可以擴大或縮小音帶的范圍，只需稍加用力就能夠置人于失聰的境地。如果模仿鯨頭部發聲的原理，制造出類似的高音機器，不正是絕好的非致命武器嗎？