تحديد الموقع بالصدى: يستطيع البشر "الرؤية" بالصوت

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

بالنسبة للبعض ، قد يبدو هذا غريبًا جدًا جدًا ، لكن تحديد الموقع بالصدى ليس فقط في الخفافيش والدلافين (وبعض الحيوانات الأخرى) ، ولكن أيضًا في البشر. ولا نعني هنا أجهزة خاصة ، بل نعني قدرة الشخص على التنقل في الفضاء ، والتقاط الصدى المنعكس.

هناك عدد من الأدلة التي تشير إلى أن المكفوفين يستخدمون تحديد الموقع بالصدى للعثور على شيء ما أو لا يصطدمون بنوع من العوائق في طريقهم - مثل الحيتان ، ينقرون على ألسنتهم بشدة لصدى صدى صوتهم من خلال صدى وجود كرسي في الغرفة ، ويفعلون ذلك لا تحتاج إلى الانحناء قليلاً حتى لا تصطدم بمدخل منخفض للغاية.

من ناحية أخرى ، يمكن توقع شيء من هذا القبيل: يحاول الدماغ تعويض نقص المعلومات المرئية ، وشحذ السمع قدر الإمكان. بالطبع ، لا يزال البشر بعيدين عن الخفافيش ، ولكن أولئك الذين يعانون من مشاكل حادة في الرؤية ، فإن القدرة على تحديد موقع الصدى تزداد بشكل كبير. ومع ذلك ، بالكاد تمت دراسة قدرات تحديد الموقع بالصدى في البشر بالتفصيل ، ولم يكن واضحًا إلى أي مدى يمكن تطويرها.

قرر باحثون من جامعة دورهام ، جنبًا إلى جنب مع زملائهم من جامعة أيندهوفن التقنية وجامعة برمنغهام ، اكتشاف كيف تسمح قدرات تحديد الموقع بالصدى للمكفوفين بـ "رؤية" الأشياء من حولهم. تضمنت التجربة ثمانية أشخاص فقدوا بصرهم لفترة طويلة وتمكنوا من تحقيق نجاح مبهر في تحديد الموقع بالصدى.

تم اصطحابهم إلى غرفة حيث لم يكن هناك سوى قرص يبلغ قطره 17.5 سم ويجلس على عمود ، وكان موقع هذا القرص فقط هو الذي يجب تخمينه. تم توصيل الميكروفونات بالمتطوعين من أجل معرفة الأصوات التي يصدرونها بأنفسهم بالضبط وما هي الأصوات التي تعود إليهم ؛ كانت الغرفة نفسها عازلة للصوت تمامًا ، أي أنه لا يوجد شيء في الخارج يمكن أن يتداخل مع التجربة. كان الأعمى يقف بلا حراك ، لكن مكان القرص تغير: كان بالنسبة لهم من ناحية ، ثم بزاوية أخرى.

يقول مقال في Proceedings of the Royal Society B أن المشاركين في التجربة نقروا على ألسنتهم بطرق مختلفة - في محاولة لتحديد موقع الكائن ، قاموا بتغيير حجم الأصوات وتواترها.

اتضح أن الشيء كان "مرئيًا" بشكل أفضل بالنسبة لهم عندما يكون أمامهم مباشرة. لقد سمعوه جيدًا أيضًا إذا كان بزاوية 45 درجة أو حتى 90 درجة (أي تمامًا من الجانب). ولكن حتى عندما يكون الجسم خلف الظهر ، لا يزال بإمكان المتطوعين تحديد موقعه باستخدام تحديد الموقع بالصدى ، وإن كان ذلك بدقة أقل. على سبيل المثال ، إذا كانت الزاوية 135 درجة - أي تم وضع القرص في الخلف وعلى الجانب - فإن احتمال أن يحدد الشخص موقعه بدقة كان 80٪. أخيرًا ، عندما تم وضع القرص خلف الظهر مباشرةً ، انخفضت احتمالية أن يتم فحصه بدقة عن طريق تحديد الموقع بالصدى إلى 50٪.

من ناحية أخرى ، لا يزال من المدهش أن يعرف الكفيف بهذه الدقة أن لديه شيئًا خلفه ، فقط يستمع إلى صدى صوته من نقرات لسانه. الأمر الأكثر إثارة للفضول هو أن المتطوعين سمعوا مثل هذا الصدى الخافت ، والذي يعتقد أن الأذن البشرية لم تعد تسمعه. وهذا يوضح مرة أخرى مدى مرونة دماغنا ومدى قدرته على التكيف مع مثل هذه الظروف ، والتي يبدو أنه من المستحيل التكيف معها.

في مقال جديد نُشر في Proceedings of the Royal Society B ، كتبت تايلر وزميلها Liam J. Norman عن كيف يدرك دماغ المكفوفين البارعين في تحديد الموقع بالصدى العالم من حولهم.

هناك مناطق خاصة من القشرة في المخ لإشارات من الحواس.

على سبيل المثال ، تصل المعلومات من العين بشكل أساسي إلى القشرة البصرية الأولية في الجزء الخلفي من الدماغ.من المعروف أن شيئًا ما مثل خريطة المنطقة يظهر في القشرة البصرية الأولية ، أي عندما نرى كائنين متقاربين ، فإن المناطق الموجودة بجوار بعضها البعض ستتفاعل مع هذين الكائنين على شبكية العين - وعندما تنتقل الإشارة من شبكية العين إلى الدماغ ، ثم يتم تنشيط منطقتين متجاورتين في القشرة البصرية.

اتضح أنه في الأشخاص الذين لديهم مؤثر صدى ، تتفاعل القشرة البصرية بنفس الطريقة ، ولكن مع الأصوات. قام مؤلفو العمل بإعداد تجربة مع المبصرين ، مع المكفوفين الذين لم يستخدموا جهاز صدى خاص بهم ، ومع المكفوفين الذين يعرفون بالفعل كيفية التنقل من خلال الأصوات المنعكسة جيدًا. سُمح لهم بالاستماع إلى الأصوات الصادرة من أماكن مختلفة في الغرفة وفي نفس الوقت راقبوا نشاط أدمغتهم باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي.

بالنسبة لأولئك الذين كانوا محترفين في تحديد الموقع بالصدى ، قامت الأصوات بتنشيط القشرة البصرية ، وهكذا ظهرت خريطة للمنطقة في القشرة - كما لو أن القشرة البصرية قد رأت بالفعل الفضاء المحيط. لكن بالنسبة للمبصرين والمكفوفين الذين لم يستخدموا تحديد الموقع بالصدى ، لم تظهر أي بطاقة صوت في القشرة البصرية.