Сетива в тъмното

Слух

Това е преглед на интересни научни факти за слуха при слепите.  Не е изчерпателен и може да се разшири в бъдеще.  Научаваме нови неща през цялото време.

Чуват ли по-добре слепите?

МозъкЧесто повтаряна идея е, че другите сетива на незрящите компенсират за липсата им на зрение.

Но има разлика между по-добрия слух и това да използваш информацията по-ефективно –нещо, което незрящите правят много добре.

Много изследвания демонстрират, че мозъците на незрящите са се адаптирали, позволявайки на зрителната кора, която по принцип се използва за обработката на образна информация, да подобри способността им за обработка на звукова информация.  Използвайки зрителната си кора, незрящите могат да получават повече пространствена информация от звуците.

Интересен факт е, че въпреки, че много звуци в мозъка на незрящия се обработват както от слуховата, така и от зрителната кора, човешките гласове се обработват по същия начин както при зрящите – от специализирана зона, наречена STS (superior temporal sulcus).  Само с помощта на една изговорена дума, STS ни помага да разберем полът, възрастта, настроението и дори социалното положение на говорещия.  И незрящите използват тази специализирана зона при дешифрирането на човешките гласове.  Всъщност те я използват повече от зрящите.

Има много начини, по  които сензорната депривация води до пренареждане на функциите за о бработване на сетивната информация в мозъка.  Те зависят от много фактори, като голямо значение се отдава на възрастта, на която човек загубва някое от сетивата си.  Хората още не са разбрали всичко в подробности, но едно нещо е сигурно – човешкият мозък е много адаптивен.

Стиви Уондър. Източник: Agência Brasil

Стиви Уондър. Източник: Agência Brasil

Дали слепите разпознават различните ноти по-точно?

Идеята, че слепотата може да помогне при музикалното развитие е много стара.  Но редица изследвания не могат да получат количествена оценка на това общо наблюдение.  Това вероятно е защото не взимат предвид възрастта, на която изследваните хора са загубили зрението си. Проучване през 2004 г. потвърждава, че незрящите, които са родени така, или които са загубили зрението си през първите две години на живота си наистина разпознават промени във височините на тоновете по-прецизно.  Но резултатите на хора, загубили зрението си след първите две години от живота си, били същите като резултатите на зрящите в експеримента.

Тези наблюдения показват способността на мозъка да променя организацията си в началните години от живота. При раждане, центровете за зрението, слуха и другите сетива, са свързани помежду си.  Тези връзки малко по малко намаляват, но може би се запазват при незрящите, за да позволят прецизното разпознаване на музикални тонове.

А защо се използва точно „зрителната” кора?

Според Алваро Паскуал-Леоне, невролог в Медицинския Факултет на Университет Харвард, организацията на мозъка е „метамодална” – тоест, не толкова свързана с конкретна сетивна модалност (зрение, слух, осезание, обоняние), а по-скоро с вида информация, която може да бъде получена от различните сетива.

Ориентиране чрез ехолокация 

Илюстрация на ултразвуковите вълни, тръгващи от прилеп и ехото от близък обект.

Илюстрация на ултразвуковите вълни, тръгващи от прилеп и ехото от близък обект.

През последните години редица изследвания демонстрират как незрящите хора и хората със зрителни увреждания имат потенциала да използват ехолокация, подобна на тази, използвана от прилепи и делфини, за да определят позицията на определен предмет.

Установено е, че чуването на по-високите честоти (above 2 kHz) е необходимо за добро ехолокиране.  Затова често срещани форми на слухови увреждания биха представлявали проблем.

Др. Даниъл Роуън от Университета в Саутхемптън, който прави проучвания в тази сфера, добавя: „Някои хора са по-добри в това от други и слепотата води до добри способности за ехолокиране автоматично, въпреки, че още не знаем защо.”  И все пак, способността се подобрява с много опит и обратна връзка.

Незрящите хора, които могат да ехолокират, отново не се характеризират с по-добър „слух”: при обикновените тестове за острота на слуха се представят на същото ниво като зрящите, които не могат да ехолокират.  Но когато слепите експерти в ехолокацията чуят ехо, част от мозъка им (calcarine fissure – в зрителната кора), която обикновено е свързана с обработването на визуална информация, става изключително активна. Това означава, че ехолокаторите могат да получават информация от самото ехо.

На филмчето по-долу, можетте да видите резултата от ехолокирането и какво е можел да прави един от най-добрите познати досега ехолокатори, Бен Ъндърууд.

Цял документален филм за Бен, който за съжаление почива на 16 годишна възраст от същия рак, който взима очите му, може да се види тук.

“Лицево зрение”

До 40-те години на 20-ти век и незрящите и психолозите не са били сигурни как слепите могат да се ориентират толкова добре. Много незрящи говорели за нещо, което психолозите започнали да наричат „лицево зрение” – усещане описвано като налягане на лицето, което помага на слепите да разберат, че приближават до препятствие докато ходят.

В ранни експерименти, проведени от Карл Даленбах върху „лицевото зрение”, се установява, че каналът за това усещане не е осезанието или мистериозен вид лицево”зрение”, а е по-скоро свързан със звука, издаван от участниците и отразяващ се от препятствията.  Ето запис от 1941 на този експеримент (ням филм).

Как работи ехолокацията?

Ехолокацията разчита на звука, който се придвижва с около 300 метра в секунда.  Ако произведете звук близо до ушите си и този звук се отрази от солидна повърхност, малко забавяне във времето – наречено „промеждутък между пулса и ехото” – разделя оригиналния звук, пристигащ в ухото, от ехото.  Този промеждутък между оригиналния звук и ехото може да бъде толкова малък, че да не го забележите.  В ранни изследвания на Келог (1962) се установява, че някои слепи могат да разпознаят дистанцията до препятствие, намиращо се на отстояние между 30 и 120 сантиметра от тях с точност до 10 сантиметра.  С други думи, те са можели да усетят промеждутък между пулс и ехо, равняващ се на 0.0003 секунди (или 0.3 милисекунди)!

Промеждутъкът между пулс и ехо, обаче, не е единственото акустично свойство, което може да даде информация за пространството, тъй като височината, интерференцията и тембъра на ехото също се променят при отразяването.

Ехолокацията не е само в главата

„Неврологичните” по същество способности се нуждаят и от правилните условия и социални взаимодействия, за да се проявят (например – езика).  Само ограничаването на стимулите към калкариновата кора не води до автоматичното превръщане на тази зона в „ехолокираща” кора.  Способността се развива само при наличието на реализиране и изследване на околностите.  Трябва да започнеш да издаваш кликащия звук „клик – (ехо), клик – (ехо),”, след което да отидеш до мястото и да го изследваш.

Този процес на обучение изисква, или поне се подпомага от, хора около незрящия, които позволяват и дори насърчават такива изследователски действия.  Според Даниел Киш, президент на „Световен достъп за незрящите”, американска неправителствена организация, която учи незрящите да ехолокират: „Сблъсъкът със стълб е досаден, но да не ти позволят да се блъснеш в стълб е катастрофално.  Болката е част от цената на свободата.” Това отношение, обаче, не е много популярно, особено в държава като САЩ, в която безопасността е на първо място.

Можете ли да се научите да ехолокирате?

Всички вероятно получваме някакво усещане за пространството от звука (заради това пространства, които са странни в акустичен план могат да ни изненадат, можем да чуем как се пълни бутилка, или пък да усетим концертната зала в запис от нея). Така че всички го правим до известна степен, но можем ли повече?

В експеримента, показан в немия филм по-горе, зрящите участници се научават да се ориентират по-добре след около 30 опита.  Участници в друго изследване, които прекарват седмица с вързани очи, казват, че се ориентират по-добре чрез звука и дори чрез ехолокиране, а изследвания на мозъците им с fMRI (функционален ядрено-магнитен резонанс) показват, че зрителната кора е започнала да се активира от при звукова стимулация и допир.  Но всички тези ефекти изследват скоро след като участниците свалят превръзките от очите си.

Или, както журналистът Ед Йънг предполага в своя блог, зрението и експертното ехолокиране вероятно се състезават за едни и същи части от мозъка и може би „двете сетива не могат да съществуват едновременно.”

Източници

Daniel Rowan, Timos Papadopoulos, David Edwards, Hannah Holmes, Anna Hollingdale, Leah Evans, Robert Allen. Identification of the lateral position of a virtual object based on echoes by humans. Hearing Research, 2013; 300: 56 DOI:

Hopkin, M. Tone task proves blind hear better, Nature News, 2004; DOI: 10.1038/news040712-9

Blind people use both visual and auditory cortices to hear, NewsRelease, University of Montreal, 2010 (http://www.nouvelles.umontreal.ca/udem-news/news/blind-people-use-both-visual-and-auditory-cortices-to-hear.html)

Downey G, Getting around by sound: Human Echolocation, PlosBlogs, 2011

Bavelier D, Neville HJ. Cross-modal plasticity: where and how? Nat Rev Neurosci, 2011

 

Maya-Vetencourt J.F., Origlia N., Visual Cortex Plasticity: A complex interplay of genetic and environmental influences, Neural Plast, 2012

Young, E., The brain on sonar – how blind people find their way around with echoes, Not Exactly Brain Science.