“池塘边的榕树上知了在声声叫着夏天。”
你也许想过，存在不存在一种办法，能让蝉的叫声更动听？
答案是可以！科学家最近成功让蝉鸣叫出了《D大调卡农》钢琴曲！

蝉的歌声，源自其腹部一对独特的发声器官——鼓膜。蝉的鸣叫行为并非孤立存在，它们之间存在复杂的声学互动。雄蝉通常会聚集形成合唱团，集体鸣叫以吸引雌蝉 。当蝉听到附近有其他同种蝉鸣叫或特定频率的声音时，它们可能会停止鸣叫 。

有个简单办法可以让整个蝉群有节奏地停止鸣叫。在其腹部附近放置一个小型扬声器，播放预先录制好的蝉鸣，或频率相似的特定音调 。通过精确控制时机和内容，就能调控蝉群的整体发声模式，例如，在需要安静时，播放能抑制蝉鸣。这种策略优点在于其非侵入性，然而整体节奏比较简单。

而日本筑波大学的Yuga Tsukuda及其同事们，更进一步。他们采用一种名为“电肌肉刺激”（EMS）的精妙技术，将纤细的电极经由蝉的背部，植入其腹腔，使其贴近控制鼓膜振动的肌肉。随后，通过计算机产生的精确电信号，如同乐队指挥的无形节拍，直接驱动蝉的鼓膜肌。

这并非是在蝉的体内安装一个微型扬声器，让它成为一个被动的播放器；恰恰相反，EMS技术是唤醒并引导蝉自身固有的发声潜能，让它用自己的乐器，依照人类设定的乐谱来歌唱。通过精密调控电刺激的频率电压，研究人员发现，可以有效控制蝉鸣产生不同的波形模式，从而实现对音高的控制。他们观察到了“正确频率波”（CFW），即蝉鸣频率与输入电刺激频率一致的理想状态。

实验的成果令人惊叹：油蝉（Graptopsaltria nigrofuscata），这种日本常见的夏日歌者，在EMS技术的指挥下，竟成功演奏了帕赫贝尔那首流芳百世的《D大调卡农》的片段。这无疑展示了通过直接生理干预来控制昆虫发声的巨大潜力。这些小小的生物乐手，在科学家的引导下，跨越了物种的界限，演绎了一场别开生面的电声音乐会。

此种半机械蝉，也许还有别的用处。科学家们展望，在某些极端情境，例如地震等自然灾害导致传统通讯网络瘫痪之时，这些能够自主活动、能量消耗极低的生物信使，或许能肩负起特殊的使命。它们可以深入人力难以企及的险境，通过受控的鸣叫，播报预设的警报信号，或传递简短的求救信息，为救援争取宝贵的时间。

参考资料：
Insect-Computer Hybrid Speaker: Speaker using Chirp of the Cicada Controlled by Electrical Muscle Stimulation. Yuga Tsukuda, Naoto Nishida, Jun Lu, Yoichi Ochiai