Når en flaggermus flyr gjennom luften, avgir den raskt en serie høye klikk - til tider så mange som 200 per sekund - som er langt høyere i tonehøyden enn det menneskelige øret kan høre. Flaggermusene hører imidlertid disse lydene lett, og analyserer hvordan lydene spretter av objekter i omgivelsene sine før de vender tilbake til ørene. Ved å følge ledetråder i volumet, retningen og hastigheten som disse lydene kommer tilbake, kan flaggermus effektivt se i beksvart mørke.
Relatert innhold
- Denne steinbitens kvisker er som ultrafølsomme pH-strips
De siste årene har en økende mengde bevis bekreftet at mennesker - både syn og nedsatt syn - er i stand til noe lignende. I motsetning til flaggermus (sammen med delfiner, tannhvaler og flere andre arter som er i stand til ekkolokering), er ikke evnen medfødt, men en rekke eksperimenter viser at noen mennesker, i det minste, kan lære seg å eggolere.
Mange av forsøkspersonene i disse studiene har vært synshemmede mennesker, som utviklet evnen over tid som en nødvendighet. Den mest kjente er Daniel Kish, som mistet synet da han var et år gammelt, men har kommet overskrifter for å klatre i fjell, sykle og bo alene i villmarken. Kish, som har blitt kalt en "virkelighetsnær Batman, " er i stand til å utføre disse oppgavene på grunn av hans uhyggelige evne til å "se" ved ekkolokalisering.
Hvordan gjør han det? Delvis tilskyndet av den høyprofilerte dekningen av Kishs talent, begynte en rekke laboratorier og forskergrupper å undersøke menneskelig ekkolokasjon generelt for noen år siden.
De har funnet ut at selv om vi mangler spesialiserte anatomiske strukturer som utviklet seg spesielt for ekkolokering hos arter som flaggermus, er prinsippene stort sett de samme. For å starte, må en person lage en støy, analog med flaggermusens høye smell.
De fleste ekkolokatorer, inkludert Kish, gjør klikket ved å snu spissen av tungen mot taket på munnen, og midlertidig skaper et vakuum, noe som gir en skarp sprettlyd når tungen trekkes bort. En studie fra 2009 av forskere fra Spania, en av de første om menneskelig ekkolokering, fant at Kishs idiosynkratiske klikk er spesielt godt egnet for ekkolokasjon: han trekker tungen bakover, bort fra ganen, i stedet for nedover. Over tid kan praksis føre til et skarpere, renere klikk, noe som gjør echolocation lettere.
Vi kan ikke matche de omtrent 200 klikkene per sekund oppnådd av flaggermus og delfiner, men det er egentlig ikke nødvendig. Kish, for en, lager ganske enkelt en klikkelyd noen få sekunder, med mellomspill av stillhet når han ikke trenger å få et nytt bilde av omgivelsene.
Derfra sendes lydbølgene produsert av klikket inn i miljøet med en hastighet på omtrent 1100 fot per sekund. Disse bølgene er skutt ut i alle retninger, og spretter av objekter, strukturer og mennesker rundt ekkolokatoren og kommer tilbake i ørene. Volumet av det returnerende klikket er mye roligere enn originalen, men de med riktig trening identifiserer lett den subtile lyden. Og selv om det kan virke fantastisk å kunne analysere disse lydbølgene for å generere et bilde av miljøet, er noen av de grunnleggende prinsippene i spillet konsepter du allerede er avhengig av hver dag.
For det første er det det faktum at vi har to ører, en på hver side av hodet, og dermed (hvis du ikke har noen funksjonsnedsettelser) kan høre det i stereo, på samme måte som øynene våre lar oss se i stereo. I praksis betyr dette at du ubevisst sammenligner volumet til en bestemt lyd i hver av ørene dine, og antar at den høyere siden er den lyden kom fra. Når noen kaller navnet ditt, for eksempel, vet du vanligvis å snu i riktig retning uten å tenke mye på.
På samme måte kan ekkolokatorer analysere volumet til de tilbakevendende lydbølgene for å "se" omgivelsene. Hvis den ene siden mottar mye høyere bølger enn den andre, viser den at lyden sprang raskere tilbake, og dermed tok en kortere rute - som indikerer tilstedeværelsen av et objekt eller hindring på den siden.
I tillegg, for det trente øret, høres det klikk som kommer tilbake litt annerledes ut basert på det aktuelle objektet det sprang ut av. Du har sikkert lagt merke til at stemmen din høres annerledes ut i et teppebelagt, møblert rom enn et tomt, flislagt. Som Kish påpeker, høres en tennisball som spretter fra en vegg annerledes enn når den spretter av en busk. Med nok trening kan de samme subtile skillene gjøres om de returnerende klikkelydene, og tegner et bilde av verden for øvrig.
Å gjøre dette kan faktisk være lettere for de som ikke har syn. I 2011 brukte et team fra University of Western Ontario fMRI (funksjonell magnetisk resonansavbildning) for å undersøke den underliggende hjerneaktiviteten som pågår under ekkolokalisering for første gang. Interessant nok fant de at i to synshemmede ekkolokatorer genererte handlingen aktivitet i den visuelle cortex, et område i hjernen stort sett viet til å tolke visuell informasjon. Da de testet to seende mennesker som var nye med å ekkolosere, fant de imidlertid ingen aktivitet i dette området, noe som innebærer at hjernen til de to synshemmede ekkolokatorene kompenserte for mangelen på syn ved å vie ekstra prosessorkapasitet til lyd i stedet.
Avanserte ekkolokatorer har vist økt mental aktivitet i deler av hjernen som vanligvis er viet for syn. (Bilde via Wikimedia Commons / Alan Thistle) Å bli ekspert ekkolokator krever mange års praksis, men forskning har vist at til og med en times praksis kan gi umiddelbare resultater. I en studie, publisert i mai, ble deltakerne bind for øynene og bedt om å fortelle hvilken av de to platene som var plassert foran dem, var større ved å bruke ekkolokalisering. Over tid klarte de å identifisere riktig plate med hastigheter som er bedre enn tilfeldigheter.
Både det spanske forskerteamet og Kish, i sin rolle som president for World Access for Blind-organisasjonen, jobber for å hjelpe flere til å lære kunsten å ekkolokalisere. Forskerne utvikler en serie protokoller for å la nybegynnere begynne å øve, mens Kish holder workshops for synshemmede. "To timer per dag i et par uker er nok til å skille om du har et objekt foran deg, " sa Juan Antonio Martínez, hovedforfatteren av den spanske studien, til Science Daily. "I løpet av ytterligere to uker kan du fortelle forskjellen mellom trær og fortau."
