У некоторых людей, похоже, есть настоящая суперспособность — они могут использовать звук, чтобы «видеть» так же, как марвеловский персонаж Сорвиголова. Фактически, человеческая эхолокация достигла такого уровня развития, что некоторые люди, например с проблемным зрением, могут выполнять такие действия, как катание на велосипеде или даже игры с мячом. И теперь исследователи нашли способ обучать других людей, чтобы они также могли развить этот навык.
Эхолокация — это способность воспринимать окружающую среду через звуки, отражающиеся от объектов в пространстве. Эта способность известна у некоторых животных, таких как летучие мыши и дельфины, которые определяют форму и местоположение объектов, излучая высокочастотный звук и слушая его отражение.
Это позволяет им отслеживать невидимую добычу, но такая способность также зафиксирована у некоторых людей с нарушениями зрения, которые используют её для ориентирования в окружающем мире. Они создают резкие щелкающие звуки языком и используют эхо, чтобы составить «ментальную картину» своего окружения.
Сканирование мозга опытных людей, использующих эхолокацию, показало активность в первичных зрительных областях их мозга при восприятии звуков. Это привело учёных к мнению, что эта удивительная способность возникает в результате длительной утраты чувствительности, которая запускает нейропластичность мозга. То есть, мозг людей, живущих с нарушением зрения или без него, постепенно перенастраивает свои зрительные области, чтобы они могли «видеть» с помощью звука.
Однако сейчас известно, что это не так, так как как слепые, так и зрячие люди могут научиться эхолокации за короткий промежуток времени.
Тем не менее, эта тема всё ещё недостаточно изучена, и не проводилось сравнительных исследований среди обученных слепых и зрячих людей. Чтобы решить эту проблему, исследователи из Даремского университета и Университета Йорка в Англии недавно изучили нейропластичность как слепых, так и зрячих людей, которые прошли курс обучения эхолокации во взрослом возрасте.
Команда обучала 14 зрячих и 12 слепых людей эхолокации на протяжении 10 недель и использовала МРТ-сканирование до и после обучения, чтобы измерить изменения в мозге участников.
Первый этап заключался в обучении участников созданию щелчков ртом, а затем в выполнении трёх заданий — оценка размера и ориентации объектов, а также навигация по виртуальным лабиринтам. На третьем этапе участники перемещались по лабиринту, используя сымитированные щелчки и эхо, записанные в реальных физических пространствах.
Кроме того, каждое занятие (сессии проходили два-три часа дважды в неделю) включало упражнение, в котором участники исследовали реальные внутренние и наружные пространства, используя эхолокацию. Это, конечно, происходило под контролем экспериментатора.
Участники также выполняли задание на распознавание лабиринтов, которое включало щелчки и эхо, а также проходили МРТ-сканирование до и после тренировки. Сканы показали, что после обучения как слепые, так и зрячие участники продемонстрировали повышенную активность слуховой коры в ответ на звук. У слепых участников была отмечена более высокая плотность серого вещества в их первичной слуховой коре, в то время как у зрячих наблюдалось увеличение серого вещества в смежных участках височной доли.
Также участники обеих групп показали большую активность зрительной коры в ответ на слышимые эхо.
«Наши результаты […] демонстрируют функциональную пластичность, связанную с сравнительно краткосрочным обучением эхолокации за 10 недель как у слепых, так и у зрячих людей», — пишут авторы работы.
Результаты показывают, что идея о том, что сенсорная кора строго организована по специфическим модальностям, не устойчива, так как как зрячие, так и слепые люди в результате их обучения продемонстрировали увеличенную эхоакустическую активность.
«Это предоставляет веские доказательства того, что способность первичной сенсорной области […] проявлять чувствительность к входным данным из другой модальности (в данном случае звуковые эхо) может считаться нормальной характеристикой типичного человеческого мозга.»
Похоже, что любой может научиться использовать этот мощный сенсорный инструмент. Теперь же команда планирует расширить и распространить обучение более широко.
Исследование было опубликовано в журнале Cerebral Cortex.
