Tento článek je součástí Výhled přírody: VizeRedaktně nezávislý doplněk vyrobený s finanční podporou od Astellas Pharma. O tomto obsahu.
Použití odražených zvuků k navigaci, známém jako echolokace, je chování nejvíce spojené s netopýry, velrybami a delfíny, ale jiné druhy také používají smyslovou techniku - včetně lidí. Jednou se předpokládalo, že při echolokaci mohou vyniknout pouze slepí lidé, ale výzkum ukázal, že se může dovednost naučit kdokoli. Lore Thaler, neurovědec na Durhamské univerzitě ve Velké Británii, hovořil s Příroda o jejím úsilí o zpřístupnění echolokačního tréninku.
Jak funguje lidská echolokace?
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Je to v podstatě stejné jako u netopýrů, ale lidé používají slyšitelná kliknutí a kohoutky, zatímco netopýři obvykle vytvářejí ultrazvukové cvrlikání. Zvuky se odrazují z povrchu a tato ozvěna pomáhá lidem zjistit, že něco existuje. Velikost a tvar objektu ovlivňuje to, jak zní ozvěna, a čas, který se zvuk potřebuje vrátit zpět, poskytuje odhad, jak daleko je objekt. Lidé mohou také použít tuto techniku k vypracování směru – pokud je něco na pravé straně, bude ozvěna o něco silnější v pravém uchu než vlevo a dorazí tam dříve.
Jak někoho naučíte, aby se ozýval?
Prvním krokem je pomoci někomu najít dobrý zvuk, který mohou vydat. Někteří lidé používají snímky prstů; Jiní dávají přednost klepání na nohy nebo chrasticí klíče. Ale lidé, kteří jsou velmi dobří v echolokaci, používají kliknutí na ústa.
Druhým krokem je naučit někoho, co má poslouchat. Nejprve držíme předměty před tváří člověka. V tomto případě je ozvěna velmi rychlá, takže neslyšíte samostatnou ozvěnu, jen změnu kvality zvuku. Žádáme je, aby vydali zvuk s objektem a bez objektu, a přepnuli tam a zpět, aby mohli ocenit rozdíl ve zvuku. Jakmile si s tím jsou přesvědčeni, přejdeme k umisťování předmětů do pravé nebo doleva. A pak povzbuzujeme lidi, aby se pohybovali, počínaje hlavou. Jakmile přinesete pohyb, objasňuje to, že máte kontrolu nad tím, jakou část prostoru vyslýcháte.
První relace, jako je tato, může trvat hodinu. Pak je to hlavně o opakování – jen cvičíte. Jedna věc, kterou je třeba zdůraznit, je, že čím konzistentnější je váš zvuk, tím snazší je interpretovat ozvěny, které se vracejí, takže stojí za to najít konzistentní zvuk. A tím, že to praktikujete, také trénujete percepční stránku, takže váš mozek zlepšujete tyto zvuky.
Jaké důkazy máte, že to funguje?
Naše laboratorní studie v roce 2021 zahrnovala tři specifické úkoly, na které bychom mohli opravdu dát čísla: posuzovat orientaci prkna; určující velikost; a navigace virtuálního prostoru pomocí simulovaných zvuků hraných přes sluchátka. Zjistili jsme, že během desetitýdenního období studia se účastníci ve všech úkolech zlepšili. Na konci tréninku mohli někteří lidé provádět tyto konkrétní úkoly stejně dobře jako ti, kteří po většinu života používali echolokaci.
Co může udělat dokonalý echolokátor?
Odborné echolokátory mohou s touto dovedností dělat pozoruhodné věci. Například mohou zjistit, zda se objekt jeden metr odtud posunul až o pět centimetrů blíž. To je téměř stejně dobré, jak lidé mohou dělat s vizí. Mohou také zjistit, zda je něco konkávního – vyhloubené – nebo byt a zda je čtvercový nebo kruhový.
Co se děje v mozku během echolokace?
Naskenovali jsme mozky lidí, zatímco se snažili navigovat ve virtuálním prostředí. Byli vedeni akusticky skrz sadu chodů a museli posoudit rozložení. Zjistili jsme, že po tréninku došlo k zvýšení aktivity v některých částech mozku spojené se zpracováním vizuálního vstupu. A tato aktivita byla specifická pro to, kdy lidé slyšeli ozvěny, obecně to neznělo.
Opravdu zajímavé bylo, že k této změně v mozkové aktivitě došlo jak u lidí, kteří byli slepí, tak u těch, kteří mají dohled. V minulosti se předpokládalo, že musíte být slepí, abyste se stali opravdu dobrým v echolokaci, ale naše data to nepodporují. Neexistoval žádný důkaz o tom, že by slepí účastníci reagovali na školení lépe než pozorovaní účastníci.
Ve sluchové kůře, která je samozřejmě také zapojena, jsme zjistili, že školení vedlo ke zvýšení aktivity v reakci na zvuk obecně. Rovněž jsme pozorovali zvýšení tloušťky šedého masa v pravé sluchové kůře.
Jaký rozdíl může echolokace udělat?
Provedli jsme tříměsíční sledování účastníků naší studie, ve kterém jsme se ptali lidí, jak školení zlepšilo jejich mobilitu a nezávislost. Zjistili jsme, že tato zkušenost přinesla některé velké pozitivní změny v jejich životě.
Echolocation dává lidem další způsob, jak prozkoumat jejich prostředí. Je to aktivní způsob vnímání, protože vydáváte zvuk, můžete jej učinit hlasitějším a tišším a můžete jej poslat různými směry. Kliknutí v ústech nezní hlasitě, protože jsou velmi krátká, ale měřili jsme špičkové intenzity až 93 decibelů SPL (úroveň zvukového tlaku) a slyšeli kliknutí cestovat 100 metrů. Váš rozsah dotyku je možná několik metrů, pokud máte dlouhou hůl, takže echolokace vám umožní vnímat prostředí v mnohem větší vzdálenosti.
Jak šíříte tyto dovednosti?
V tuto chvíli je k dispozici velmi málo tohoto školení, jednoduše proto, že není dostatek lidí, kteří ho mohou doručit. Nyní máme projekt, ve kterém školíme profesionály, kteří pracují s lidmi se zrakovým postižením. Poté předávají své dovednosti lidem, se kterými pracují, takže působí jako multiplikátory. Je to velmi naučitelné a stojí málo.
Během roku 2018 jsme provedli jednodenní workshopy po celém Velké Británii, kterých se zúčastnilo přibližně 200 rehabilitačních nebo habilitačních pracovníků, kteří pomáhají lidem se zrakovým postižením učit se a udržovat dovednosti, které jim v životě pomohou. Před každým workshopem jsme poslali video o tom, jak provést nejlepší kliknutí. Pak jsme v den školení zkontrolovali, že kliknutí účastníků jsou vhodná a konzistentní. Dále jsme provedli senzibilizaci tím, že před nimi umístili objekt, na stranu a tak dále, a pak jsme jim dali cvičení, která mohou dělat s jejich zrakově postiženými klienty, jako je lokalizace otevřených dveří.
Všichni tito rehabilitační pracovníci již přinášejí školení na dlouhodobém tréninku a u dospělých obvykle pracují na konkrétních trasách. Učíme je, jak mohou spolu s tím integrovat echolokační trénink. Vždy jim říkáme, že echolokace není samostatná dovednost – měla by být použita spolu s dalšími AIDS, jako je dlouhá hůl nebo vodicí pes.
Jak efektivní byly tyto workshopy?
Zatím nevíme, jak to ovlivňuje zrakově postižené lidi, protože ještě nemáme údaje od klientů rehabilitačních pracovníků. Ale tři měsíce po spuštění workshopů jsme položili jednoduchou otázku našich profesionálních účastníků: ovlivnilo školení vaši praxi? A pokud řekli ano, požádali jsme je, aby nám řekli jak.
Téměř polovina respondentů uvedla, že použili to, co se naučili, aby lidem instruovali v echolokaci. To je nakonec to, co chceme, ale není to jediný dobrý výsledek. Další třetina lidí uvedla, že jim pomohla lépe porozumět jejich klientům. Pokud jim zrakově postižený člověk řekne, že někdy slyší, že existují otevřené dveře, nyní to dává dokonalý smysl, zatímco to nemusí mít předtím. A pokud rehabilitační pracovník pak řekne v odpovědi: „Myslím, že používáte echolokaci – zkusili jste použít ústní kliknutí?“, Poté, co poskytují užitečné informace.
Co přijde dál?
Víme, že můžeme měřit výhody, když přímo trénujeme nevidomé lidi, ale naše studie byla docela malý vzorek ve velmi kontrolovaném výzkumu. Musíme to zavést ve větším měřítku, abychom výsledky potvrdili.
Plánujeme tento měsíc začít dodávat více školení pro rehabilitační pracovníky. Abychom změřili, jak efektivní je školení, povzbudíme rehabilitační pracovníky, aby požádali své klienty, aby nám řekli, jak byly jejich životy ovlivněny, pomocí anonymního online portálu. Potřebujeme údaje o dopadu školení na slepé lidi, kterým nakonec chceme pomoci.
V budoucnu by ideální situace zahrnovala odborníky na pracovní síle, kteří mohou vyškolit jiné lidi, aby vyučovali echolokaci.
Nemůžu být vždy tím, kdo dělá trénink! Máme vzrušující nový projekt s Guide Dogs UK, ve kterém nabídneme lidem příležitost trénovat nejen na jeden den, ale po delší dobu, dokud se nedokážou doručit školení. To nám umožní rozšířit školení a zlepšit životy mnoha dalších lidí. Chceme, aby se echolokace stala přijata jako trénink s dlouhým tréninkem. To je místo, kam to jde.
Tento rozhovor byl upraven pro délku a jasnost.
