Слепые используют эхолокацию для ориентации (подобно летучим мышам) с помощью зрительной коры

В данном исследовании ученые показали, что одна из областей мозга (затылочная доля), которая, как известно, играет особую роль в зрительной навигации, также активна у слепых эхолокаторов, когда они используют отраженный звук для ориентации в окружающей среде.

Исследователи Норман и Талер из Даремского университета (Великобритания) в своей работе, опубликованной в Journal of Neuroscience весной 2023, изучили особые способности человека-эхолокатора. Это слепые люди, которые могут ориентироваться в окружающем мире с помощью звуков щелчков, издаваемых ртом, слышать эхо и использовать эту информацию для восприятия объектов и формы окружающей среды.

Чтобы выяснить, что отличает эхолокаторов, исследователи измерили активность мозга зрячих, слепых и эхолокаторов с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Во время сканирования мозга участники эксперимента слышали щелчки и эхо в пространстве, по которому они ориентируются.

На приведенном выше изображении представлены фМРТ-карты мозга. Кровоток, являющийся показателем клеточной активности, наложен цветом. Эхолокаторам (красный цвет) и зрячим контрольным группам (зеленый цвет) проигрывали аудиозапись щелчков при прохождении маршрута или ту же аудиозапись, зашифрованную до неузнаваемости. Когда активность в ответ на зашифрованный звук вычиталась из активности в ответ на пройденный маршрут, оставшиеся цветовые пятна выявляли различия в работе мозга.

Выяснилось, что при звуках навигации по маршруту задействовались зрительные зоны у эхолокаторов. Затылочная доля, расположенная на затылке, занимает примерно нижнюю пятую часть карты мозга. Среди задействованных областей были первичная зрительная кора и затылочная доля. Недавно было установлено, что затылочная доля является областью, отвечающей за внутреннее представление границ окружающей среды, таких как стены или препятствия. Считалось, что она интерпретирует только визуальную информацию.

Примечательно, что затылочная доля эхолокаторов активно строит внутреннее представление естественных границ пространства даже в отсутствие визуальной информации. Похоже, что затылочная доля открыта для любой пространственной информации, которую она может получить. Другими словами, затылочная доля в навигационной сети мозга человека не привязана строго к зрительной модальности, а может быть задействована и для невизуальной навигации.

Полученные результаты дают ценное представление об удивительном мире человеческой эхолокации и о том, как мозг может использовать присущую ему гибкость для преодоления трудностей. Это также поможет оказывать реабилитационную поддержку людям с потерей зрения.