Kiedy nietoperz leci w powietrzu, szybko wydaje serię wysokich kliknięć - czasami nawet 200 na sekundę - które mają znacznie wyższą wysokość niż słyszy ludzkie ucho. Nietoperze z łatwością słyszą te dźwięki i analizują sposób, w jaki odbijają się one od przedmiotów w otoczeniu, zanim powrócą do uszu. Podążając za wskazówkami dotyczącymi głośności, kierunku i prędkości, z jaką te dźwięki powracają, nietoperze mogą skutecznie widzieć w ciemnej tonacji.
powiązana zawartość
- Wąsy tego suma są jak ultra-wrażliwe paski pH
W ostatnich latach coraz więcej dowodów potwierdziło, że ludzie - zarówno widzący, jak i niedowidzący - są zdolni do czegoś podobnego. W przeciwieństwie do nietoperzy (wraz z delfinami, zębami i kilkoma innymi gatunkami zdolnymi do echolokacji), zdolność ta nie jest wrodzona, ale szereg eksperymentów pokazuje, że przynajmniej niektórzy ludzie potrafią nauczyć się echolokacji.
Wiele z tych badań dotyczyło osób niedowidzących, które z czasem rozwinęły tę umiejętność. Najsłynniejszym z nich jest Daniel Kish, który stracił wizję, gdy miał rok, ale pojawił się w gazetach dotyczących wspinaczki górskiej, jazdy na rowerach i samotnego życia na pustyni. Kish, który został nazwany „prawdziwym Batmanem” jest w stanie wykonać te zadania ze względu na swoją niesamowitą zdolność „widzenia” za pomocą echolokacji.
Jak on to robi? Po części dzięki szeroko zakrojonemu opisowi talentu Kisha kilka laboratoriów i grup badawczych rozpoczęło badania ludzkiej echolokacji kilka lat temu.
Odkryli, że chociaż brakuje nam specjalistycznych struktur anatomicznych, które ewoluowały specjalnie dla echolokacji u gatunków takich jak nietoperze, zasady są w dużej mierze takie same. Aby rozpocząć, osoba musi wydać dźwięk, analogiczny do wysokiego trzaśnięcia nietoperza.
Większość echolokatorów, w tym Kish, wykonuje kliknięcie, zaczepiając czubek języka o dach jamy ustnej, tymczasowo wytwarzając próżnię, która wydaje ostry trzask, gdy język jest wyciągany. Badanie z 2009 r. Przeprowadzone przez naukowców z Hiszpanii, jedno z pierwszych na temat echolokacji u ludzi, wykazało, że idiosynkratyczne kliknięcie Kisha jest szczególnie odpowiednie do echolokacji: wyciąga język do tyłu, od podniebienia zamiast w dół. Z czasem praktyka może prowadzić do ostrzejszego, czystszego kliknięcia, co ułatwia echolokację.
Nie możemy dopasować 200 lub więcej kliknięć na sekundę osiągniętych przez nietoperze i delfiny, ale nie jest to tak naprawdę konieczne. Na przykład Kish po prostu wydaje odgłos kliknięcia co kilka sekund, z przerwami ciszy, kiedy nie musi robić nowego zdjęcia swojego otoczenia.
Stamtąd fale dźwiękowe wytwarzane przez kliknięcie są emitowane do naszego środowiska z prędkością około 1100 stóp na sekundę. Wystrzelone we wszystkich kierunkach fale odbijają się od obiektów, struktur i ludzi wokół echolokatora i wracają do jego uszu. Głośność powracającego kliknięcia jest znacznie cichsza niż w oryginale, ale osoby z odpowiednim treningiem z łatwością rozpoznają subtelny dźwięk. I choć może wydawać się niesamowite, być w stanie analizować te fale dźwiękowe w celu wygenerowania obrazu otoczenia, niektóre podstawowe zasady w grze to pojęcia, na których już polegasz na co dzień.
Po pierwsze, mamy fakt, że mamy dwoje uszu, po jednym z każdej strony głowy, a zatem (poza wszelkimi upośledzeniami) słyszymy w stereo, w taki sam sposób, w jaki nasza para oczu pozwala nam widzieć w stereo. W praktyce oznacza to, że nieświadomie porównujesz głośność określonego dźwięku w każdym z twoich uszu i zakładasz, że głośniejsza jest ta, z której pochodzi dźwięk. Na przykład, gdy ktoś woła twoje imię, zwykle wiesz, że bez zastanowienia skręcasz w dobrym kierunku.
W ten sam sposób echolokatory mogą analizować głośność powracających fal dźwiękowych, aby „zobaczyć” swoje otoczenie. Jeśli jedna strona odbiera znacznie głośniejsze fale od drugiej, oznacza to, że dźwięk odbijał się szybciej, a zatem wybrał krótszą trasę - wskazując na obecność obiektu lub przeszkody po tej stronie.
Dodatkowo, dla wyszkolonego ucha, powracające kliknięcie brzmi nieco inaczej w zależności od konkretnego obiektu, z którego się odbił. Prawdopodobnie zauważyłeś, że Twój głos brzmi inaczej w pokrytym wykładziną pokoju, niż w pustym, wyłożonym kafelkami pokoju. Jak zauważa Kish, piłka odbijająca się od ściany brzmi inaczej niż gdy odbija się od krzaka. Przy wystarczającej praktyce można wprowadzić te same subtelne rozróżnienia dotyczące powracających dźwięków kliknięcia, malując obraz całego świata.
Może to być łatwiejsze dla osób bez wzroku. W 2011 roku zespół z University of Western Ontario zastosował fMRI (funkcjonalne obrazowanie rezonansu magnetycznego) do zbadania podstawowej aktywności mózgu, która zachodzi podczas echolokacji po raz pierwszy. Co ciekawe, odkryli, że w dwóch echolokatorach z upośledzeniem wzroku akt generował aktywność w korze wzrokowej, obszarze mózgu poświęconym głównie interpretacji informacji wzrokowych. Kiedy przetestowali dwoje widzących ludzi, którzy nie znają się na echolokacji, nie znaleźli żadnej aktywności w tym obszarze, co sugeruje, że mózgi dwóch niedowidzących echolokatorów zrekompensowały ich brak wzroku, poświęcając zamiast tego dodatkową zdolność przetwarzania dźwięku.
Zaawansowane echolokatory wykazały zwiększoną aktywność umysłową w częściach mózgu zwykle poświęconych na widzenie. (Zdjęcie za pośrednictwem Wikimedia Commons / Alan Thistle) Stanie się ekspertem od echolokatora wymaga lat praktyki, ale badania wykazały, że nawet godzina praktyki może zapewnić natychmiastowe wyniki. W jednym z badań, opublikowanym w maju, uczestnicy mieli zawiązane oczy i zostali poproszeni o określenie, który z dwóch dysków umieszczonych przed nimi był większy przy użyciu echolokacji. Z czasem udało im się zidentyfikować prawidłowy dysk w tempie lepszym niż przypadek.
Zarówno hiszpański zespół badawczy, jak i Kish, pełniący funkcję prezesa organizacji World Access for the Blind, pracują nad tym, aby pomóc większej liczbie osób w nauce sztuki echolokacji. Naukowcy opracowują szereg protokołów, aby umożliwić nowicjuszom rozpoczęcie ćwiczeń, podczas gdy Kish prowadzi warsztaty dla osób niedowidzących. „Dwie godziny dziennie przez kilka tygodni wystarczą, aby rozróżnić, czy masz przed sobą jakiś przedmiot” - powiedział Juan Antonio Martínez, główny autor hiszpańskiego badania . „W ciągu kolejnych dwóch tygodni możesz odróżnić drzewa od chodnika”.
