Хората имат някои сериозно ограничени сетива. Не можем да помиришем толкова добре, колкото кучетата, да видим толкова много цветове, колкото скаридите-богомолки, или да намерим пътя си към дома, използвайки магнитните полюси на Земята, като морските костенурки. Но има едно животинско усещане, което скоро бихме могли да овладеем: подобно на прилепите – ехолокация.
Учени от Япония наскоро демонстрираха този подвиг в лабораторията, доказвайки, че хората могат да използват ехолокация – или способността да намират обекти чрез звук – за идентифициране на формата и движението на различни обекти. Това може да ни помогне да „виждаме“ в тъмното.
Докато прилепите прелитат около обектите, те изпращат високи звукови вълни от различни ъгли, които отскачат на различни интервали от време. Това помага на малките бозайници да научат повече за геометрията, текстурата или движението на даден обект. Ако хората биха могли по същия начин да разпознаят тези вариращи във времето акустични модели, това би могло буквално да разшири начина, по който виждаме света, казва д-р Мива Сумия, водещият автор на новото изследване, което се появява в Plos One.
„Проучването как хората могат да придобият нови способности, за да разпознават среда чрез звуци [т.е. ехолокация], може да доведе до разбирането на гъвкавостта на човешките мозъци“, казва Сумия, изследовател от Центъра за информационни и невронни мрежи в Осака, Япония. „Възможно е също така да успеем да придобием представа за сензорните стратегии на други видове [като прилепи], като сравним със знанията, получени в проучвания за ехолокация на човека.“
За да тества тази теория, екипът на Сумия създаде сложна настройка. В едната стая изследователите дадоха на участниците чифт слушалки и два различни таблета – един за генериране на техния синтетичен ехолокационен сигнал, а друг за прослушване на записаното ехо. Във втора стая (която не се вижда от участниците), два странно оформени триизмерни цилиндъра или се въртят, или стоят неподвижни.
Когато бъдат подканени, 15-те участници инициирали своите ехолокационни сигнали през таблетите. Техните звукови вълни, пуснати на импулси, преминават във втората стая и се сблъскват с 3D цилиндрите.
Отнело малко творческо усилие, за да трансформират звуковите вълни обратно в нещо, което човешките участници могат да разпознаят. „Синтетичният ехолокационен сигнал, използван в това проучване, включва високочестотни сигнали до 41 kHz, които хората не могат да чуят“, обяснява Сумия.
Изследователите използват миниатюрна манекенска глава (приблизително една седма от размера на действителния череп на човек), за да „слушат“ звуците във втората стая, преди да ги предадат обратно на хората участници.
Фалшивата глава включва два микрофона – по един във всяко ухо. Това от своя страна прави ехото 3D. Нещо като съраунд звук, който може да изпитате в киносалон. Намаляването на честотата на тези бинаурални ехо звуци помага човешките участници да могат да ги чуят „с усещането за слушане на реални пространствени звуци в 3D пространство“.
Това има смисъл; има безброй видеоклипове, които използват бинаурални микрофони, за да произвеждат съраунд звук и изтръпващо усещане в ушите, известно като автономна сензорна реакция на меридиан или ASMR.
Накрая изследователите помолили участниците да определят дали ехото, което чуват, е от въртящ се или неподвижен обект. В крайна сметка участниците можели надеждно да идентифицират двата цилиндъра, използвайки вариращи във времето ехолокационни сигнали, отскачащи от въртящите се цилиндри (използвайки улики като тембър или височина), но били по-малко умели да идентифицират неподвижните цилиндри.
Това проучване не е първото, което демонстрира ехолокация при хората – предишна работа показа, че слепите хора могат да използват звуци с щракане с уста, за да видят 2D обекти. Но Сумия казва, че изследването е първото, което изследва по-специално вариращата във времето ехолокация.
Изследователите казват, че тяхната работа е доказателство, че и хората, като прилепите, са способни да интерпретират обекти чрез звук. В бъдеще инженерите могат безпроблемно да включат тази технология в носими устройства като часовници или очила, за да подобрят беззвучно начина, по който хората със зрителни увреждания могат да се ориентират в света.
