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. Новая статья, опубликованная в журнале PLOS Computational Biology, представляет разработки, могут лечь в основу симуляторов эхолокации.
Илл: Thaler et al.
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 трёх взрослых слепых добровольцах, которые пользуются эхолокацией примерно с 15 лет. Учёные 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, закреплённого у вершины 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 большей скоростью, чем для простой речи. Продолжительность щелчков длилась около трёх миллисекунд, их частота варьировала от 2 и 4 килогерц примерно до 10. Достигаемое испытуемыми угловое разрешение имело также некоторые различия, но чаще составляло от одного с небольшим до нескольких градусов.
Спектральные характеристики кликов трёх испытуемых
Полученные данные учёные решили использовать для создания математической модели имитации человеческой эхолокации с целью дальнейших испытаний. Теперь учёные 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 учёные планируют подробно разобраться со всеми тонкостями эхолокации без задействования людей.
Текст: Екатерина Заикина
Mouth-clicks used by blind expert human echolocators – signal description and model based signal synthesis
By Lore Thaler, Galen M. Reich , Xinyu Zhang, Dinghe Wang, Graeme E. Smith, Zeng Tao, Raja Syamsul Azmir Bin. Raja Abdullah, Mikhail Cherniakov, Christopher J. Baker, Daniel Kish, Michail Antoniou
Published: August 31, 2017
https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005670
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
Powered by WPeMatico
