Echolocation: มนุษย์สามารถ "มองเห็น" ด้วยเสียงได้

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

สำหรับบางคน นี่อาจดูแปลกมาก แต่การหาตำแหน่งเสียงสะท้อนไม่ได้เฉพาะในค้างคาวและโลมา (และสัตว์อื่นๆ บางตัว) แต่รวมถึงในมนุษย์ด้วย และเราไม่ได้หมายถึงอุปกรณ์พิเศษที่นี่ แต่เป็นความสามารถของบุคคลในการนำทางในอวกาศโดยจับเสียงสะท้อนสะท้อน

มีหลักฐานหลายอย่างที่คนตาบอดใช้ echolocation เพื่อค้นหาบางสิ่งบางอย่างหรือไม่ชนสิ่งกีดขวางบางอย่างในทางของพวกเขา - เช่นปลาวาฬพวกเขาคลิกลิ้นของพวกเขาอย่างหนักเพื่อสะท้อนผ่านเสียงสะท้อนที่มีเก้าอี้อยู่ในห้องและทำ คุณไม่จำเป็นต้องก้มลงเล็กน้อยเพื่อไม่ให้โดนประตูที่ต่ำเกินไป

ในอีกด้านหนึ่ง อาจมีบางสิ่งที่คาดหวังเช่นนี้: สมองพยายามชดเชยการขาดข้อมูลภาพ ทำให้การได้ยินคมชัดขึ้นให้มากที่สุด แน่นอน มนุษย์ยังห่างไกลจากค้างคาว แต่ผู้ที่มีปัญหาการมองเห็นอย่างรุนแรง ความสามารถในการระบุตำแหน่งสะท้อนกลับเพิ่มขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการระบุตำแหน่งสะท้อนเสียงในมนุษย์นั้นแทบจะไม่ได้รับการศึกษาอย่างละเอียด และมันก็ไม่ชัดเจนนักว่าจะพัฒนาได้มากน้อยเพียงใด

นักวิจัยจาก University of Durham พร้อมด้วยเพื่อนร่วมงานจาก Technical University of Eindhoven และ University of Birmingham ได้ตัดสินใจค้นหาว่าความสามารถในการระบุตำแหน่งสะท้อนเสียงช่วยให้คนตาบอด "มองเห็น" วัตถุรอบตัวได้อย่างไร การทดลองนี้เกี่ยวข้องกับคนแปดคนที่สูญเสียการมองเห็นไปนานและประสบความสำเร็จอย่างน่าประทับใจในการกำหนดตำแหน่งทางเสียงสะท้อน

พวกเขาถูกพาเข้าไปในห้องที่ไม่มีอะไรเลยนอกจากแผ่นดิสก์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 17.5 ซม. นั่งอยู่บนเสา และมันก็เป็นเพียงตำแหน่งของแผ่นดิสก์นี้ที่ต้องเดา อาสาสมัครติดไมโครโฟนไว้เพื่อให้รู้ว่าเสียงอะไรและเสียงอะไรกลับมาหาพวกเขา ตัวห้องนั้นกันเสียงได้อย่างสมบูรณ์ นั่นคือไม่มีสิ่งใดภายนอกสามารถรบกวนการทดลองได้ คนตาบอดยืนนิ่ง แต่ตำแหน่งของแผ่นดิสก์เปลี่ยนไป: มันสัมพันธ์กับพวกเขาในมุมหนึ่งจากนั้นในอีกมุมหนึ่ง

บทความใน Proceedings of the Royal Society B กล่าวว่าผู้เข้าร่วมการทดลองใช้ลิ้นของพวกเขาด้วยวิธีต่างๆ - พยายามระบุตำแหน่งของวัตถุ พวกเขาเปลี่ยนระดับเสียงและความถี่ของเสียง

ปรากฎว่าวัตถุนั้น "มองเห็นได้" ได้ดีที่สุดเมื่ออยู่ตรงหน้าพวกเขา พวกเขายังได้ยินเป็นอย่างดีถ้ามันอยู่ในมุม 45 °หรือ 90 ° (นั่นคือค่อนข้างมาจากด้านข้าง) แต่ถึงแม้วัตถุจะอยู่ด้านหลัง อาสาสมัครยังสามารถระบุตำแหน่งของวัตถุได้โดยใช้การบอกตำแหน่งทางเสียง แม้ว่าจะมีความแม่นยำน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น หากมุมเป็น 135 ° นั่นคือ แผ่นดิสก์ถูกวางไว้ด้านหลังและด้านข้าง ความน่าจะเป็นที่บุคคลจะระบุตำแหน่งของมันได้อย่างแม่นยำคือ 80% ในที่สุด เมื่อวางแผ่นดิสก์ไว้ด้านหลังโดยตรง โอกาสที่จะถูกตรวจสอบอย่างแม่นยำโดยการหาตำแหน่งสะท้อนกลับลดลงเหลือ 50%

ในทางกลับกัน ยังคงน่าแปลกใจที่คนตาบอดสามารถรู้ได้อย่างแม่นยำว่าเขามีบางอย่างอยู่ข้างหลังเขา เพียงแค่ฟังเสียงสะท้อนจากการคลิกลิ้นของเขาเอง สิ่งที่น่าสงสัยที่สุดคือ อาสาสมัครได้ยินเสียงสะท้อนแผ่วเบา ซึ่งเชื่อกันว่าหูของมนุษย์ไม่ได้ยินอีกต่อไป และนี่แสดงให้เห็นอีกครั้งว่าสมองของเรามีความยืดหยุ่นเพียงใด และสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาวะดังกล่าวได้มากเพียงใด ซึ่งดูเหมือนว่าจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะปรับตัว

ในบทความใหม่ที่ตีพิมพ์ใน Proceedings of the Royal Society B, Tayler และเพื่อนร่วมงานของเธอ Liam J. Norman เขียนเกี่ยวกับวิธีที่สมองของคนตาบอดที่เชี่ยวชาญด้าน echolocation รับรู้โลกรอบตัวพวกเขา

มีพื้นที่พิเศษของเยื่อหุ้มสมองในสมองสำหรับสัญญาณจากประสาทสัมผัส

ตัวอย่างเช่น ข้อมูลจากดวงตาส่วนใหญ่มาถึงคอร์เทกซ์การมองเห็นหลักที่อยู่ด้านหลังสมองเป็นที่ทราบกันดีว่าบางสิ่งที่คล้ายกับแผนที่ของพื้นที่นั้นปรากฏในคอร์เทกซ์การมองเห็นเบื้องต้น กล่าวคือ เมื่อเราเห็นวัตถุสองชิ้นที่อยู่ห่างกันอย่างใกล้ชิด จากนั้นพื้นที่ที่อยู่ติดกันจะทำปฏิกิริยากับวัตถุทั้งสองนี้บนเรตินา และเมื่อ สัญญาณจากเรตินาไปที่สมอง จากนั้นโซนที่อยู่ติดกันสองโซนก็ถูกเปิดใช้งานในคอร์เทกซ์การมองเห็นด้วย

ปรากฎว่าในคนที่มีเครื่องสะท้อนเสียงสะท้อน เยื่อหุ้มสมองที่มองเห็นมีปฏิกิริยาในลักษณะเดียวกัน แต่เป็นเสียง ผู้เขียนงานได้จัดทำการทดลองกับคนตาบอด กับคนตาบอดที่ไม่ได้ใช้เครื่องสะท้อนเสียงสะท้อนของตนเอง และกับคนตาบอดที่รู้วิธีนำทางด้วยเสียงสะท้อนเป็นอย่างดีแล้ว พวกเขาได้รับอนุญาตให้ฟังเสียงที่เล็ดลอดออกมาจากที่ต่างๆ ในห้อง และในขณะเดียวกันก็ตรวจสอบการทำงานของสมองโดยใช้การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก

สำหรับผู้ที่เชี่ยวชาญด้าน echolocation เสียงจะเปิดใช้งาน visual cortex และเพื่อให้แผนที่ของพื้นที่ปรากฏในคอร์เทกซ์ - ราวกับว่าคอร์เทกซ์การมองเห็นเห็นพื้นที่โดยรอบจริง ๆ แต่สำหรับผู้มองเห็นและคนตาบอดที่ไม่ได้ใช้ echolocation ไม่มีการ์ดเสียงปรากฏใน Visual cortex