https://frosthead.com

Modul în care echolocarea umană le permite oamenilor să vadă fără a folosi ochii

Atunci când un liliac zboară prin aer, emite rapid o serie de clicuri înalte - uneori până la 200 pe secundă - care sunt mult mai înalte decât auzul urechii umane. Cu toate acestea, liliecii aud aceste sunete cu ușurință și analizează modul în care sunetele sări peste obiecte din împrejurimile lor înainte de a se întoarce la urechile lor. Urmând indicii în ceea ce privește volumul, direcția și viteza cu care se întorc aceste sunete, liliecii pot vedea efectiv în întunericul negru.

Continut Asemanator

  • Batisorii acestui pește de somn sunt ca niște benzi de pH ultra-sensibile

În ultimii ani, o cantitate din ce în ce mai mare de dovezi a confirmat că oamenii - atât observați, cât și cu deficiențe de vedere - sunt capabili de ceva similar. Spre deosebire de lilieci (alături de delfini, balene dințate și mai multe alte specii capabile de echolocare), capacitatea nu este înnăscută, dar o serie de experimente arată că unii oameni, cel puțin, se pot învăța să se echoloceze.

Multe dintre subiecții acestor studii au fost persoane cu deficiențe de vedere, care au dezvoltat capacitatea de-a lungul timpului ca o necesitate. Cel mai cunoscut este Daniel Kish, care și-a pierdut viziunea la vârsta de un an, dar a făcut titluri pentru a urca munți, a merge cu bicicleta și a trăi singur în pustie. Kish, care a fost supranumit "Batman din viața reală", este capabil să îndeplinească aceste sarcini datorită capacității sale neobișnuite de a „vedea” prin ecolocare.

Cum o face? Promisiți parțial de acoperirea cu profil înalt a talentului lui Kish, o serie de laboratoare și grupuri de cercetare au început să investigheze ecolocarea umană în general în urmă cu câțiva ani.

Au descoperit că, deși ne lipsește structurile anatomice specializate care au evoluat special pentru ecolocarea în specii precum liliecii, principiile sunt în mare parte aceleași. Pentru a începe, o persoană trebuie să scoată un zgomot, analog cu clicul ridicat al liliacului.

Majoritatea ecolocatoarelor, inclusiv Kish, fac clicul prin apăsarea vârfului limbii de acoperișul gurii, creând temporar un vid, ceea ce face un sunet ascuțit atunci când limba este trasă. Un studiu realizat în 2009 de cercetători din Spania, unul dintre primele despre ecolocalizarea umană, a constatat că clicul idiosincratic al lui Kish este deosebit de potrivit pentru ecolocație: el își trage limba înapoi, departe de palat, în loc de în jos. În timp, practica poate duce la un clic mai clar, mai curat, ceea ce facilitează ecolocarea.

Nu putem egaliza cele 200 de clicuri pe secundă obținute de lilieci și delfini, dar nu este chiar necesar. Kish face, pur și simplu, un zgomot de clic la fiecare câteva secunde, cu interlude de tăcere când nu are nevoie să obțină o nouă imagine a împrejurimilor sale.

De acolo, undele sonore produse de clic sunt transmise în mediul nostru cu o viteză de aproximativ 1.100 de metri pe secundă. Aruncate în toate direcțiile, aceste valuri sări din obiecte, structuri și oameni din jurul echolocatorului și ajung înapoi în urechile sale. Volumul clicului de întoarcere este mult mai silențios decât originalul, dar cei cu pregătire adecvată identifică cu ușurință sunetul subtil. Și deși poate părea uimitor să poți analiza aceste unde sonore pentru a genera o imagine a mediului, unele dintre principiile de bază în joc sunt concepte pe care deja te bazezi.

Pentru unul, există faptul că avem două urechi, una de o parte și de alta a capului și, astfel (care împiedică orice deficiență) se poate auzi în stereo, la fel cum perechea noastră de ochi ne permite să vedem în stereo. În practică, acest lucru înseamnă că comparați inconștient volumul unui sunet anume în fiecare dintre urechile dvs. și presupuneți că partea cea mai tare este cea din care a venit sunetul. Când cineva vă cheamă numele, de exemplu, știți de obicei să vă orientați în direcția corectă, fără să vă gândiți prea mult.

În același mod, ecolocatorii pot analiza volumul undelor sonore care se întorc pentru a „vedea” împrejurimile lor. Dacă o parte primește valuri mult mai puternice decât cealaltă, se arată că sunetul s-a redresat mai repede și a luat astfel un traseu mai scurt - indicând prezența unui obiect sau a unui obstacol pe acea parte.

În plus, la urechea antrenată, clicul care revine sună ușor diferit în funcție de obiectul special pe care l-a sărit. Probabil că ați observat că vocea dvs. sună diferit într-o cameră mobilată și mobilată decât una goală, cu gresie. Așa cum subliniază Kish, o minge de tenis care sări peste un perete sună diferit decât atunci când răsună de pe un tufiș. Cu o practică suficientă, se pot face aceleași distincții subtile cu privire la sunetele de retur, pictând o imagine a lumii în general.

A face acest lucru ar putea fi mai ușor pentru cei fără vedere. În 2011, o echipă de la Universitatea din Vestul Ontario a utilizat fMRI (imagistica prin rezonanță magnetică funcțională) pentru a sonda activitatea creierului care stă la baza pentru ecolocare pentru prima dată. Interesant, ei au descoperit că în două ecolocatoare cu deficiențe de vedere, actul a generat activitate în cortexul vizual, o zonă a creierului dedicată în mare măsură interpretării informațiilor vizuale. Când au testat două persoane văzute, care au început să ecolocare, nu au găsit nicio activitate în acea zonă, ceea ce implică faptul că creierul celor două ecolocatoare cu deficiențe de vedere compensa lipsa vederii lor, consacrând în schimb o capacitate suplimentară de procesare.

Echolocatoarele avansate au arătat o activitate mentală crescută în anumite părți ale creierului, de obicei consacrate viziunii. Echolocatoarele avansate au arătat o activitate mentală crescută în anumite părți ale creierului, de obicei consacrate viziunii. (Imagine prin Wikimedia Commons / Alan Thistle)

Devenirea unui echolocator expert necesită ani de practică, dar cercetările au arătat că chiar și o oră de practică poate oferi rezultate imediate. Într-un studiu, publicat în mai, participanții au fost legați cu ochii și au cerut să spună care dintre cele două discuri plasate în fața lor a fost mai mare prin utilizarea ecolocării. De-a lungul timpului, au reușit să identifice discul corect la rate mai bune decât șansa.

Atât echipa de cercetare spaniolă, cât și Kish, în rolul său de președinte al organizației Acces mondial pentru Blind, lucrează pentru a ajuta mai mulți oameni să învețe arta ecolocalizării. Cercetătorii dezvoltă o serie de protocoale pentru a permite începătorilor să înceapă să practice, în timp ce Kish conduce ateliere pentru persoanele cu deficiențe de vedere. „Două ore pe zi timp de câteva săptămâni sunt suficiente pentru a distinge dacă aveți un obiect în fața dvs.”, a declarat pentru Science Daily Juan Antonio Martínez, autorul principal al studiului spaniol . "În alte două săptămâni, puteți spune diferența dintre copaci și trotuar."

Modul în care echolocarea umană le permite oamenilor să vadă fără a folosi ochii