Ученые создадут новое устройство для изучения эхолокации человека

Эхолокацией для ориентации в пространстве пользуются не только летучие мыши и дельфины. Для некоторых людей такой способ является почти единственным средством получения информации об окружающем мире. Впрочем, достоверно существование эхолокации у человека было подтверждено недавно, а изучать её начали еще позднее. Авторы новой статьи, опубликованной в журнале PLOS Computational Biology, представляют разработки, которые могут лечь в основу симуляторов эхолокации.

Эхолокация — это навык, которым обладают многие животные. Например, летучие мыши и морские млекопитающие издают специальные звуки для ориентации в пространстве. Люди с отсутствующим зрением тоже взяли этот способ на вооружение: при помощи особого щелканья языком они слушают отраженное от поверхности предметов эхо и понимают расположение предметов вокруг. Это дает им возможность избегать препятствия, передвигаться самостоятельно и даже кататься на велосипеде. Эхолокация у людей документально подтверждена, но до сих нет данных об особенностях самих звуков.

Авторы статьи провели исследование на трех взрослых слепых добровольцах, которые пользуются эхолокацией примерно с 15 лет. Ученые предложили им издавать нужные «щелчки» в специальной комнате и сделали запись звуков, чтобы выяснить специфику акустических свойств и траекторию распространения звуковой волны.

Оказалось, что звуки эхолокации сильно отличаются от звуков обычной речи. С помощью конуса, закрепленного около рта человека, авторы выяснили, что особенность эхолокации заключается в звукоизвлечении. Так уровень издаваемого сигнала оставался почти постоянным, но выходя за пределы конуса, он падал с бóльшей скоростью, чем для простой речи. Продолжительность щелчков длилась около трех миллисекунд, их частота варьировала от двух и четырех килогерц примерно до десяти. Достигаемое испытуемыми угловое разрешение имело также некоторые различия, но чаще составляло примерно от одного до нескольких градусов.

Полученные данные ученые решили использовать для создания математической модели имитации человеческой эхолокации с целью дальнейших испытаний. Теперь ученые хотят выяснить, как «волшебные щелчки» помогают идентифицировать различные предметы. По их мнению, проведение таких испытаний на людях имеет свои ограничение и особенности. Поэтому авторы задумались над созданием компьютерной модели или специального устройства,  «искусственного рта»,  который сможет сымитировать человеческое звукоизвлечение при эхолокации. С ним ученые планируют подробно разобраться со всеми тонкостями эхолокации без задействования людей.