Echolocatie: mensen kunnen "zien" met geluid

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Voor sommigen lijkt dit misschien heel, heel vreemd, maar echolocatie komt niet alleen voor bij vleermuizen en dolfijnen (en sommige andere dieren), maar ook bij mensen. En we bedoelen hier niet speciale apparaten, maar het eigen vermogen van een persoon om door de ruimte te navigeren en de gereflecteerde echo vast te leggen.

Er is een aantal bewijzen dat blinde mensen echolocatie gebruiken om iets te vinden of niet tegen een obstakel aanlopen - zoals walvissen klikken ze hard met hun tong om door de echo te echoën dat er een stoel in de kamer is, en doen niet je hoeft iets te bukken om niet vanuit een te lage deuropening te raken.

Aan de ene kant kun je zoiets verwachten: de hersenen proberen het gebrek aan visuele informatie te compenseren en het gehoor zo scherp mogelijk te maken. Natuurlijk zijn mensen nog ver verwijderd van vleermuizen, maar voor degenen die ernstige zichtproblemen hebben, neemt het vermogen om te echoloceren aanzienlijk toe. Desalniettemin is het vermogen tot echolocatie bij mensen nauwelijks tot in detail bestudeerd en was het niet erg duidelijk in hoeverre ze ontwikkeld konden worden.

Onderzoekers van de Universiteit van Durham, samen met collega's van de Technische Universiteit van Eindhoven en de Universiteit van Birmingham, besloten uit te zoeken hoe echolocatie-vermogens blinden in staat stellen om objecten om hen heen te "zien". Bij het experiment waren acht mensen betrokken die al lang hun gezichtsvermogen hebben verloren en die erin zijn geslaagd om indrukwekkend succes te behalen bij echolocatie.

Ze werden naar een kamer gebracht waar niets anders was dan een schijf met een diameter van 17,5 cm die op een paal zat, en het was alleen de locatie van deze schijf die moest worden geraden. Aan de vrijwilligers werden microfoons bevestigd om precies te weten welke geluiden ze zelf maken en welke geluiden bij hen terugkomen; de kamer zelf was volledig geluiddicht, dat wil zeggen dat niets van buiten het experiment kon verstoren. Het rolgordijn stond roerloos, maar de locatie van de schijf veranderde: het was ten opzichte van hen in de ene, dan in een andere hoek.

Een artikel in de Proceedings of the Royal Society B zegt dat de deelnemers aan het experiment op verschillende manieren met hun tong klikten - in een poging om de locatie van het object te bepalen, veranderden ze het volume en de frequentie van geluiden.

Het bleek dat het object voor hen het beste "zichtbaar" was als het recht voor hen stond. Ze hoorden het ook goed als het onder een hoek van 45° of zelfs 90° (dat wil zeggen vrij van de zijkant) was. Maar zelfs als het object zich achter de rug bevond, konden de vrijwilligers zijn locatie nog steeds bepalen met behulp van echolocatie, zij het met minder nauwkeurigheid. Als de hoek bijvoorbeeld 135 ° was - dat wil zeggen, de schijf was achter en aan de zijkant geplaatst - dan was de kans dat een persoon de locatie nauwkeurig zou bepalen 80%. Ten slotte, toen de schijf direct achter de rug werd geplaatst, daalde de kans om nauwkeurig te worden gesondeerd door echolocatie tot 50%.

Aan de andere kant is het nog steeds verrassend dat een blinde zo nauwkeurig kan weten dat hij iets achter zich heeft, gewoon luisterend naar de echo van zijn eigen tongklikken. Het meest merkwaardige was dat de vrijwilligers zo'n zwakke echo hoorden, die, naar men aanneemt, het menselijk oor niet meer kan horen. En dit toont eens te meer aan hoe flexibel ons brein is en in hoeverre het zich kan aanpassen aan omstandigheden waaraan het eenvoudigweg onmogelijk lijkt om zich aan te passen.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Proceedings of the Royal Society B, schrijven Tayler en haar collega Liam J. Norman over hoe de hersenen van blinde mensen die bedreven zijn in echolocatie, de wereld om hen heen waarnemen.

Er zijn speciale delen van de cortex in de hersenen voor signalen van de zintuigen.

Informatie van de ogen komt bijvoorbeeld voornamelijk terecht in de primaire visuele cortex achter in de hersenen. Het is bekend dat zoiets als een kaart van het gebied in de primaire visuele cortex verschijnt, dat wil zeggen, wanneer we twee dicht bij elkaar liggende objecten zien, dan zullen de naast elkaar gelegen gebieden reageren op deze twee objecten op het netvlies - en wanneer de signaal van het netvlies gaat naar de hersenen, dan worden twee aangrenzende zones ook geactiveerd in de visuele cortex.

Het bleek dat bij mensen met een echolood de visuele cortex op dezelfde manier reageert, maar dan op geluiden. De auteurs van het werk hebben een experiment opgezet met ziende mensen, met blinden die geen eigen echolood gebruikten, en met blinden, die al heel goed wisten hoe ze moesten navigeren door de weerkaatste geluiden. Ze mochten luisteren naar geluiden die afkomstig waren van verschillende plekken in de kamer en tegelijkertijd hun hersenactiviteit volgden met behulp van magnetische resonantiebeeldvorming.

Voor degenen die pro's waren in echolocatie, activeerden geluiden de visuele cortex, en zodat een kaart van het gebied in de cortex verscheen - alsof de visuele cortex de omringende ruimte echt zag. Maar voor zienden en blinden die geen echolocatie gebruikten, verscheen er geen geluidskaart in de visuele cortex.