Echolokace: lidé jsou schopni „vidět“pomocí zvuku

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Někomu se to může zdát velmi, velmi zvláštní, ale echolokace není jen u netopýrů a delfínů (a některých dalších zvířat), ale také u lidí. A nemáme zde na mysli speciální zařízení, ale vlastní schopnost člověka navigovat v prostoru a zachycovat odraženou ozvěnu.

Existuje řada důkazů, že slepí lidé používají echolokaci k tomu, aby něco našli nebo nenarazili na nějakou překážku na své cestě – jako velryby silně cvakají jazykem, aby se ozvali přes ozvěnu, že je v místnosti židle, a nemusíte se mírně ohýbat, abyste nenarazili z příliš nízkých dveří.

Na jednu stranu se něco takového dalo očekávat: mozek se snaží kompenzovat nedostatek vizuálních informací, maximálně zbystří sluch. Samozřejmě, že lidé jsou stále daleko od netopýrů, ale ti, kteří mají vážné problémy se zrakem, schopnost echolokace se výrazně zvyšuje. Přesto nebyly echolokační schopnosti u lidí téměř podrobně studovány a nebylo příliš jasné, do jaké míry je lze rozvíjet.

Vědci z Durhamské univerzity se spolu s kolegy z Technické univerzity v Eindhovenu a z Birminghamské univerzity rozhodli zjistit, jak echolokační schopnosti umožňují nevidomým „vidět“předměty kolem sebe. Experimentu se zúčastnilo osm lidí, kteří již dávno ztratili zrak a podařilo se jim dosáhnout působivých úspěchů v echolokaci.

Byli odvedeni do místnosti, kde na tyči nebylo nic jiného než kotouč o průměru 17,5 cm a bylo třeba uhodnout pouze umístění tohoto kotouče. K dobrovolníkům byly připojeny mikrofony, aby přesně věděli, jaké zvuky sami vydávají a jaké zvuky se jim vrací; samotná místnost byla zcela zvukotěsná, to znamená, že nic venku nemohlo rušit experiment. Roleta stála nehybně, ale umístění disku se změnilo: byl vůči nim v jednom a pak v jiném úhlu.

Článek v časopise Proceedings of the Royal Society B říká, že účastníci experimentu klikali jazykem různými způsoby – ve snaze určit polohu předmětu měnili hlasitost a frekvenci zvuků.

Ukázalo se, že objekt pro ně byl nejlépe „viditelný“, když byl přímo před nimi. Slyšeli to také dobře, pokud to bylo pod úhlem 45° nebo i 90° (tedy docela z boku). Ale i když byl objekt za zády, mohli dobrovolníci stále určit jeho polohu pomocí echolokace, i když s menší přesností. Například, pokud byl úhel 135 ° - to znamená, že disk byl umístěn za a na straně - pak pravděpodobnost, že osoba přesně určí jeho polohu, byla 80%. Nakonec, když byl disk umístěn přímo za záda, pravděpodobnost, že bude přesně prozkoumán echolokací, klesla na 50 %.

Na druhou stranu je stále překvapivé, že nevidomý může s takovou přesností vědět, že má něco za sebou, jen poslouchá ozvěnu ze svých vlastních cvakání jazykem. Nejkurióznější bylo, že dobrovolníci slyšeli tak slabou ozvěnu, kterou, jak se věří, už lidské ucho neslyší. A to opět dokazuje, jak je náš mozek pružný a jak moc se dokáže přizpůsobit podmínkám, na které se, zdá se, prostě adaptovat nedá.

V novém článku publikovaném v Proceedings of the Royal Society B Tayler a její kolega Liam J. Norman píší o tom, jak mozek nevidomých lidí, kteří jsou zběhlí v echolokaci, vnímá svět kolem sebe.

V mozkové kůře jsou speciální oblasti pro signály ze smyslů.

Například informace z očí primárně přicházejí do primární zrakové kůry v zadní části mozku. Je známo, že v primární zrakové kůře se objeví něco jako mapa oblasti, to znamená, že když vidíme dva blízko sebe umístěné objekty, pak oblasti umístěné vedle sebe budou reagovat na tyto dva objekty na sítnici - a když signál ze sítnice jde do mozku, poté se aktivují také dvě sousední zóny ve zrakové kůře.

Ukázalo se, že u lidí s echolotem zraková kůra reaguje stejně, ale na zvuky. Autoři práce připravili experiment s vidoucími lidmi, s nevidomými, kteří nepoužívali vlastní echolot, a s nevidomými, kteří se již uměli velmi dobře orientovat podle odražených zvuků. Bylo jim umožněno poslouchat zvuky, které vycházely z různých míst v místnosti a zároveň sledovat jejich mozkovou aktivitu pomocí magnetické rezonance.

Pro ty, kteří byli profíky v echolokaci, zvuky aktivovaly zrakovou kůru, a tak se v mozkové kůře objevila mapa oblasti – jako by zraková kůra skutečně viděla okolní prostor. Ale pro vidoucí a ty nevidomé, kteří nepoužívali echolokaci, se žádná zvuková karta ve zrakové kůře neobjevila.