Новости всё Наука - iCity.life Уфа

Ученые успешно обучили небольшую группу людей навигации при передвижении с помощью эхолокации, то есть способу, с помощью которого между собой общаются некоторые виды живых существ, таких как дельфины и летучие мыши. И хотя возможность использования этого метода незрячими людьми уже была доказана в прошлом, ученые не могли до конца выяснить, способны ли видящие люди развить такую же способность, так как последние полностью полагаются на свое зрительное восприятие окружения.

«Мы считали, что если речь идет о видящем человеке, то здесь ничего не получится. Поэтому подумали, что вряд ли выйдет какая-то польза», — заявила Вирджиния Фланагин, исследователь из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана.

Однако результаты эксперимента с привлечением 11 видящих людей и одного незрячего добровольца показали совсем противоположную картину. Один из людей, не имеющих проблем со зрением и наиболее эффективно освоивших метод использования эхолокации, смог определить 4-процентную разницу в изменении размеров созданной виртуальной комнаты.

«Люди, показавшие меньшую эффективность, все равно смогли определить разницу, составляющую от 6 до 8 процентов. При этом наименее эффективный показатель среди добровольцев составил 16 процентов», — говорят исследователи.

«В целом картина схожа с аналогичными показателями остроты зрения – уровня возможности определения различий в окружении, — которые определяются в некоторых тестах на визуальную оценку», — прокомментировала Фланагин.

В начале эксперимента ученые сперва обучили добровольцев собственно самому методу эхолокации, поместив их звукоизолированную и экранированную безэховую комнату. Люди, находясь в ней, прослушивали аудиозаписи определенных цокающих (скорее, даже кликающих) звуков, ранее записанных в обычных условиях в помещениях различного размера. В конечном итоге исследователи таким образом обучили людей различать разность кликающих звуков, записанных в маленьких и больших помещениях. Как только люди прошли первоначальную серию тренировок, их отправили на процедуру магнитно-резонансной томографии. Сам томограф был подключен к виртуальной трехмерной компьютерной модели расположенного неподалеку помещения церковного здания.

Находясь в томографе, люди либо сами своими языками создавали кликающие звуки, либо же за них это делала машина. Таким образом создавался принцип «активной» и «пассивной» эхолокации. После этого люди слушали, как эти звуки разносятся эхом через виртуальную комнату. На основе разницы в эхе добровольцы смогли определять размеры виртуальной комнаты.

Исследование показало, что с этой задачей люди справляются гораздо лучше при использовании активного метода эхолокации. То есть создаваемые ими кликающие звуки оказались более эффективным инструментом для позиционирования себя внутри виртуального окружения. Ученые также заметили, что люди активнее используют этот прием на выдохе. Кроме того, было отмечено, что звук эха активирует моторный кортекс зрячих добровольцев – отдел мозга, отвечающий за движения. Когда ученые сравнили результаты МРТ-сканирования (позволившего определить, какие отделы мозга активируются при создании человеком цокающих звуков) при активной и пассивной эхолокации, в обоих случаях была отмечена активность этой зоны мозга. Вообще моторный кортекс оказывался каждый раз наиболее активным в случае с более просторными виртуальными сценами, чем с маленькими. Это, в свою очередь, может говорить о некой связи между виртуальным и физическим позиционированием человека в пространстве.

«Похоже, моторный кортекс каким-то образом вовлечен в процесс сенсорной обработки информации», — отмечает Фланагин.

Что же касается незрячего добровольца, то в этом случае эхо активировало неиспользуемую зрительную кору головного мозга. Мозг, видимо, тем самым пытался представить картину отскакивающего от стен эха внутри виртуального помещения.

И все же следует принять во внимание тот факт, что эксперимент проводится на очень маленькой группе людей, поэтому делать какие-либо окончательные выводы было бы преждевременно. Как минимум необходимо провести аналогичные эксперименты на более широкой и разнообразной группе добровольцев. Однако учитывая то, что нам уже известно о человеческой предрасположенности к использованию эхолокации, становится понятным, что и зрячие люди способны использовать звуковые волны в качестве средства для позиционирования себя в окружающем их пространстве.

Ниже можно посмотреть уровень самого известного эксперта по человеческой эхолокации, Дэниеля Киша, который, несмотря на свою слепоту, демонстрирует свои возможности езды на велосипеде с использованием этого метода.