Når en flagermus flyver gennem luften, udsender den hurtigt en række højhøjde klik - til tider så mange som 200 pr. Sekund - der er langt højere i tonehøjden, end det menneskelige øre kan høre. Fladermuserne hører imidlertid disse lyde let og analyserer måden, hvor lydene spretter fra genstande i deres omgivelser, før de vender tilbage til ørerne. Ved at følge signaler i den lydstyrke, retning og hastighed, hvormed disse lyde vender tilbage, kan flagermus effektivt se i den lyserøde mørke.
Relateret indhold
- Denne havkat er whiskers er som ultrafølsomme pH-strimler
I de senere år har en voksende mængde beviser bekræftet, at mennesker - både syn og nedsat syn - er i stand til noget lignende. I modsætning til flagermus (sammen med delfiner, tandhvaler og flere andre arter, der er i stand til ekkolokering), er evnen ikke medfødt, men en række eksperimenter viser, at nogle mennesker i det mindste kan lære sig selv at ekkolocere.
Mange af emnerne i disse undersøgelser har været synshæmmede mennesker, der udviklede evnen over tid som en nødvendighed. Den mest berømte er Daniel Kish, som mistede synet, da han var et år gammel, men har skabt overskrifter for at klatre bjerge, ride på cykler og bo alene i ørkenen. Kish, der er blevet kaldt ”Batman i det virkelige liv” er i stand til at udføre disse opgaver på grund af hans uhyggelige evne til at "se" ved ekkolokering.
Hvordan gør han det? Delvis tilskyndet af den høje profilerede dækning af Kishs talent begyndte en række laboratorier og forskergrupper at undersøge menneskelig ekkolokation generelt for et par år siden.
De har fundet ud af, at selvom vi mangler de specialiserede anatomiske strukturer, der specifikt udviklede sig til ekkolokering hos arter som flagermus, er principperne stort set de samme. For at starte, skal en person lave en støj, analog med flagermusens højhøjde klik.
De fleste ekkolokatorer, inklusive Kish, laver kliket ved at slå spidsen af tungen mod mundets tag og skabe midlertidigt et vakuum, hvilket giver en skarp poppelyd, når tungen trækkes væk. En undersøgelse fra 2009 af forskere fra Spanien, en af de første inden for menneskelig ekkolokering, fandt, at Kishs idiosynkratiske klik er særlig velegnet til ekkolokation: han trækker tungen bagud, væk fra ganen i stedet for nedad. Over tid kan praksis føre til et skarpere, renere klik, hvilket gør echolocation lettere.
Vi kan ikke matche de cirka 200 klik pr. Sekund, der opnås med flagermus og delfiner, men det er ikke rigtig nødvendigt. Kish laver for det første simpelthen en kliklyd med få sekunder, med mellemrum af tavshed, når han ikke behøver at få et nyt billede af sine omgivelser.
Derfra udsendes lydbølgerne, der er produceret ved at klikke, til vores miljø med en hastighed på cirka 1.100 fod pr. Sekund. Disse bølger er skudt ud i alle retninger og sprænger genstande, strukturer og mennesker omkring ekkolokatoren og kommer tilbage i hans eller hendes ører. Volumenet for det tilbagevendende klik er meget mere støjsvag end originalen, men dem med korrekt træning identificerer let den subtile lyd. Og selvom det kan virke forbløffende at være i stand til at analysere disse lydbølger for at generere et billede af miljøet, er nogle af de grundlæggende principper i spillet begreber, du allerede er afhængig af hver dag.
For det første er der den kendsgerning, at vi har to ører, den ene på hver side af vores hoved, og således (hvis man forhindrer svaghed) kan høre i stereo, på samme måde som vores par øjne giver os mulighed for at se i stereo. I praksis betyder det, at du ubevidst sammenligner lydstyrken for en bestemt lyd i hvert af dine ører, og antager, at den højere side er den, lyden kom fra. Når nogen kalder dit navn, for eksempel, ved du typisk at dreje i den rigtige retning uden meget tanke.
På samme måde kan ekkolokatorer analysere lydstyrken for de tilbagevendende lydbølger for at ”se” deres omgivelser. Hvis den ene side modtager meget højere bølger end den anden, viser den, at lyden sprang hurtigere tilbage og dermed tog en kortere rute - hvilket indikerer tilstedeværelsen af et objekt eller en hindring på den side.
Derudover lyder det tilbagevendende klik til det træne øre lidt anderledes baseret på det bestemte objekt, det sprang ud af. Du har sikkert bemærket, at din stemme lyder anderledes i et tæppebelagt, møbleret rum end et tomt, flisebelagt. Som Kish påpeger, lyder en tennisbold, der springer ud fra en væg, anderledes end når den hopper ud af en busk. Med tilstrækkelig øvelse kan de samme subtile sondringer foretages omkring de tilbagevendende kliklyde og male et billede af verden som helhed.
At gøre dette kan faktisk være lettere for dem uden syn. I 2011 brugte et team fra University of Western Ontario fMRI (funktionel magnetisk resonansafbildning) til at undersøge den underliggende hjerneaktivitet, der foregår under ekkolokation for første gang. Interessant fandt de, at handlingen genererede aktivitet i to synshæmmede ekkolokatorer aktivitet i den visuelle cortex, et område i hjernen, der stort set blev afsat til at fortolke visuel information. Da de testede to seende mennesker, der var nye med at ekkolokere, fandt de dog ingen aktivitet i dette område, hvilket antyder, at hjernerne fra de to synshæmmede ekkolokatorer kompenserede for deres manglende syn ved at afsætte ekstra behandlingskapacitet til lyd i stedet.
Avancerede ekkolokatorer har vist øget mental aktivitet i dele af hjernen, der normalt er afsat til syn. (Billede via Wikimedia Commons / Alan Thistle) At blive ekspert-ekkolokator kræver mange års praksis, men forskning har vist, at selv en times praksis kan give øjeblikkelige resultater. I en undersøgelse, der blev offentliggjort i maj, blev deltagerne bindet for øjet og bedt om at fortælle, hvilken af de to diske, der var placeret foran dem, var større ved hjælp af ekkolokalisering. Over tid var de i stand til at identificere den korrekte disk med hastigheder, der er bedre end tilfældet.
Både det spanske forskerteam og Kish arbejder i sin rolle som præsident for organisationen World Access for the Blind for at hjælpe flere mennesker med at lære kunsten at ekkolokere. Forskerne udvikler en række protokoller for at lade begynderne begynde at øve, mens Kish holder workshops for synshæmmede. ”To timer om dagen i et par uger er nok til at skelne mellem, om man har et objekt foran sig, ” siger Juan Antonio Martínez, hovedforfatteren af den spanske undersøgelse, til Science Daily. ”I løbet af yderligere to uger kan du fortælle forskellen mellem træer og fortov.”
