Согласно последним научным данным, люди, освоившие технику эхолокации, способны ориентироваться в пространстве, используя звуковые сигналы, подобно летучим мышам или дельфинам. Этот метод, предполагающий создание щелчков языком и анализ возвращающегося эха, позволяет получать детальную информацию об окружающих объектах, что особенно ценно для незрячих людей. Как сообщает портал Science News, новое исследование проливает свет на нейронные механизмы, лежащие в основе этого удивительного навыка.
В процессе эхолокации человек генерирует звук, чаще всего щелчок, который, отражаясь от поверхностей, возвращается в виде эха. Опытные практики, анализируя эти акустические отклики, могут с высокой точностью определять расположение, размер и даже форму предметов. Однако, как выяснилось, для формирования целостного восприятия редко бывает достаточно единичного сигнала.
Нейробиология принятия решений
Исследование, опубликованное 6 апреля в журнале eNeuro, демонстрирует, что понимание объекта формируется у эхолокаторов постепенно, с каждым новым щелчком и эхом. Этот процесс накопления сенсорных данных особенно выражен у экспертов. Ранее было известно, что эхолокация активирует зрительные области мозга, а тренировки значительно повышают её эффективность. Однако оставался неясным вопрос о том, как именно информация из отдельных эхо-сигналов интегрируется в единый перцептивный образ.
«Что здесь осталось неизученным, так это то, как это происходит, как информация собирается в первое время на основе отдельных эхо-сигналов», — отмечает когнитивный нейробиолог Лоре Тор из Института глазных исследований Смита-Кеттлуэлла в Сан-Франциско, руководившая работой. Чтобы это выяснить, её команда провела эксперимент с записью мозговой активности.
В исследовании приняли участие четыре слепых эксперта по эхолокации и двадцать один зрячий новичок. Участникам, надевшим электродные шапки для электроэнцефалографии, проигрывали заранее записанные наборы звуков, состоящие из щелчков и их эха. Эти наборы включали два, восемь или одиннадцать пар сигналов. После прослушивания каждого набора испытуемые должны были определить, находится ли воображаемый объект справа или слева от них.
Статистический анализ подтвердил, что эксперты-эхолокаторы справлялись с задачей существенно лучше, чем неопытные участники. Одному из экспертов для точного определения местоположения объекта хватило всего двух пар щелчок-эхо. Ключевым достижением работы, в отличие от предыдущих изысканий, стало использование данных мозговых волн. Эти данные наглядно показали, как метод «щелчок-эхо» способствует накоплению доказательств, на основании которых мозг принимает перцептивное решение.
«Исследование показывает, что при эхолокации человека пространственные представления строятся путём постепенного накопления акустических данных в течение времени, а не с помощью одного «оптимального снимка», — комментирует нейробиолог Моника Гори из Итальянского технологического института в Генуе и Института человеческого и машинного познания во Флориде, не участвовавшая в работе. Это открытие вносит значительный вклад в общее понимание того, как мозг обрабатывает звуковую информацию.
Учёные намерены продолжить изучение этого феномена, чтобы выяснить, какие именно нейрокогнитивные особенности делают эхолокаторов столь эффективными. Понимание этих механизмов может привести к разработке новых методов реабилитации и технологий, помогающих в пространственной ориентации.
учшими», — говорит когнитивный нейробиолог Хейди Гарсиа-Лазаро из Института глазных исследований Смита-Кеттлуэлла. Помимо идентификации информации, которую эхолокаторы получают от каждого ученого, ее интересует, как эксперты учатся с соседом сам щелчок и настраиваются только на эхо.
«Эхолокаторы обладают выдающимися уникальными навыками, значительными реальными преимуществами, но это не волшебство», — говорит Тенг.