Как слепые научились "видеть" . Биоэхолокация человека.⁠⁠

«Я использовал эхолокацию с двух лет, или раньше, но я на самом деле не так много знал об этом», - сказал Дениэл Киш (Daniel Kish)  в интервью. «Я очень сильно сомневаюсь, что многие зрячие люди часто задумываются или обращают внимание на то, как они видят, так что я действительно не сильно задумывался или обращал внимание на то, как вижу я»

В последние несколько лет ученые разных стран изучали необычные возможности человеческого мозга. Для этого исследовали приобретенную способность слепорожденных людей к эхолокации.

Это диаграмма эхолокационного тестирования. Изображение NeuroscienceNews.com приписывается Курту Викману.

Бо Шенкман, доцент Королевского технологического института KTH в Стокгольме, Швеция, представил информацию об аспектах своей работы по эхолокации человека на третьем совместном собрании Акустического общества Америки и Европейской Ассоциации акустики в Бостоне, штат Массачусетс.

Группа ученых Л. Талер, Р. Де Вос, Д. Киш, М. Антониу, C. Бейкер а также М. Хорниккс провела исследования динамики поведения человека в условиях эхолокации.

---------------

Многие видели, как ходят слепые: некоторые постукивали палкой по мостовой, а были такие, которые водили концом трости, как будто ощупывали предметы. Вряд ли кто-то задумывался, отчего эти люди вели себя по разному.

Мне казалось, что стучат для того, чтобы окружающие могли посторониться. Оказывается - это не совсем так.

Многие люди, родившиеся слепыми или потерявшие зрение в раннем возрасте, используют эхо-сигналы, отражающихся от предметов, стен, коридоров и зданий, чтобы ориентироваться в пространстве. Большинство слепорожденных постукивают тростью, т.к это действие привлекает меньше внимания к себе. Но некоторые, чтобы обнаружить объекты вокруг, используют звуки щелчков.

Все люди достаточно точно определяют, где находится источник звука. Это врожденное свойство. Если вас зовет кто-то, кого вы не видите, вы идете точно на звук голоса, а не хаотично блуждаете вокруг, пока случайно не наткнетесь на зовущего.

Слепой издает щелчок, слышит звук, отраженный от предмета, и по звуку определяет направление, где находится предмет. Такое кажется невозможным. Ведь обычные люди слышат только ОДИН звук - звук щелчка.

Это происходит потому, что для нас два звука, близких по времени сливаются в один. А слепорожденные или люди с очень слабым от рождения зрением, в отличие от зрячих отличают два звука, близких по времени: звук щелчка (или стук трости) и звук возвратившегося эха. Они подсознательно противодействуют «эффекту предшествования» - когда звуки перекрываются, и человек оценивает местоположение источника звуков как местоположение первого поступающего звука, а не тех, которые приходят позже.

Некоторые люди, слепые от рождения, фактически применяют активную биолокацию, в отличие от всего остального человечества. У зрячих этого свойства нет.

Ученые считают, что человеческая эхолокация чем-то напоминает эхолокацию животных, хотя люди используют этот навык в качестве «замены зрения», а не как дополнительное чувство.

Результаты исследований ясно показывают, что слепые, подобно летучим мышам, корректируют свои звуковые сигналы в зависимости от ситуации. Причем в зависимости от ситуации, они изменяют не только интенсивность, но и количество щелчков в единицу времени.

Все испытания проводились в шумоизолированной и шумопоглощающей комнате размером 2,9 х 4,2 м х 4,9 м (стены, пол и потолок облицованы пенопластом ). Участники стояли в центре комнаты и держали голову в одном и том же положении на протяжении всего эксперимента. Отражатель представлял собой деревянный диск , расположенный на расстоянии 100 см на уровне лица. ( толщиной 5,5 мм, диаметром 17,5 см, на стальном столбе диаметром 0,5 см).

Отражатель во время опытов ставили под углами 0 °, 45 °, 90 °, 135 ° и 180 ° .

Задача испытуемых состояла в том, чтобы использовать эхолокацию, основанную на щелчке ртом, чтобы определить, присутствовует отражатель или нет. Ученые записывали акустику задачи, используя микрофоны, расположенные рядом с ушами участников.

Исследователи выяснили, что эхолокаторы обнаруживали отражатели, размещенные прямо перед ними, с точностью 100%, но производительность упала примерно до 80%, когда отражатель был установлен под углом 135 ° (то есть несколько позади), и до уровня вероятности (50%), когда он был расположен прямо позади эхолокаторов. (180 °).

В новом исследовании ученые хотели узнать, задействуются ли у слепых эхолокаторов для обработки эхо-сигналов участки зрительной коры головного мозга.

Исследователи попросили слепых и зрячих людей слушать записи щелкающего звука, отражающегося от объекта, расположенного в разных местах комнаты, когда они лежат в функциональном сканере магнитно-резонансной томографии.

Оказалось, что опытные эхолокаторы - в отличие от зрячих и слепых людей, которые не используют эхолокацию - показали активацию в первичной зрительной коре, сходную с такой же у зрячих людей, наблюдающих зрительные стимулы.

Исследование показывает высокую степень нейронного перепрофилирования, никогда ранее не задокументированную. Т.е когда отсутствует зрение, область мозга, обычно предназначенная для самых ранних этапов визуальной обработки, может использовать те же принципы для интерпретации эхо-сигналов, что и для интерпретации сигналов от глаза.

Это означает, что «визуальная» кора, похоже, применила свою способность к пространственному картированию в другом смысле , сообщают сегодня исследователи в « Записках Королевского общества B» . И чем больше активность мозга участника выровнялась с этой пространственной картой во время прослушивания, тем лучше они могли определить местоположение объекта в записи по его эхо. Авторы утверждают, что исследование обнаруживает неизвестную ранее гибкость нейросетей головного мозга и предполагают, что можно обучить мозг обрабатывать пространственную информацию, даже без визуальной составляющей.

Сейчас есть курсы по обучению эхолокации. Их ведет человек, которому  из-за рака в младенчестве удалили глаза-Дениэл Киш (Daniel Kish).

https://neurosciencenews.com/human-echolocation-6970/

https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rspb.201...

https://doi.org/10.1098/rspb.2017.2735

http://muz4in.net/news/dehniehl_kish_daniel_kish_slepoj_muzh...