Эхолокация у незрячих: щелчки языком и карта пространства

Человек идёт по незнакомой улице, коротко щёлкая языком примерно два раза в секунду. Перед припаркованной машиной он останавливается, обходит её и замечает, что справа тянется невысокая ограда, а дальше начинается открытое пространство. Он слеп с младенчества.

Это не эстрадный номер и не единичный феномен. Эхолокация у людей измерена, разобрана по частям, локализована в мозге и, что важнее всего, воспроизводимо передаётся другим за несколько месяцев занятий.

Из всех сюжетов этого раздела здесь самый редкий случай: заявленная необычная способность выдержала проверку целиком.

Как выяснили, что дело в слухе

Долгое время слепые описывали ощущение препятствия как давление на лицо, и явление называли лицевым зрением. Считалось, что кожа лба и щёк чувствует изменения воздушного потока или тепла.

В 1944 году в Корнеллском университете Майкл Супа, Милтон Котцин и Карл Далленбах поставили опыт, закрывший вопрос. Участники — слепые и зрячие с завязанными глазами — шли к стене и должны были остановиться, не коснувшись её. Когда лицо закрывали плотной тканью и даже когда участники шли в чехле, оставляющем открытыми только уши, способность сохранялась. Когда уши затыкали или испытуемого везли, а звук подавали через наушники от микрофона на тележке, картина менялась соответственно. Стоило исключить слух — способность исчезала полностью.

Позже те же авторы показали, что решающими оказываются высокие частоты: при отсечении верхней части спектра результат разваливался. Ощущение на лице оказалось иллюзией локализации — мозг приписывал коже то, что пришло от ушей.

Что умеют эхолокаторы

Наиболее известен Дэниел Киш, родившийся в 1966 году и потерявший оба глаза в младенчестве из-за ретинобластомы. Он основал организацию, обучающую незрячих ориентированию, и называет свой метод вспышечным сонаром. Другим известным эхолокатором был Бен Андервуд, умерший в 2009 году в шестнадцать лет.

Измеренные способности выглядят так. Опытный эхолокатор обнаруживает наличие предмета, оценивает расстояние до него с точностью до сантиметров на близких дистанциях, различает размер, определяет ориентацию плоской поверхности, различает форму — плоскость, вогнутость, угол, — а также материал: дерево, металл, ткань и листва дают разное эхо.

Щелчок у мастеров очень короткий, около десяти миллисекунд, с основной энергией в области нескольких килогерц и выше. Частоту и громкость они меняют под обстановку: в тихом коридоре щёлкают реже и тише, на шумной улице чаще и резче.

Что показала томография

Ключевую работу опубликовали в 2011 году Лора Талер, Стивен Арнотт и Мелвин Гудейл. Двум опытным слепым эхолокаторам записали их собственные щелчки бинауральными микрофонами, вставленными в уши, прямо во время обследования помещений. Затем эти записи проигрывали им в томографе.

Результат оказался неожиданным по адресу. Когда в записи присутствовало эхо, у эхолокаторов активировалась первичная зрительная кора — область, куда от ушей не идёт ни одного волокна. Активность слуховой коры при этом от контроля почти не отличалась. У зрячих участников, слушавших те же записи, зрительная кора молчала.

Мозг обошёлся с эхом не как со звуком, а как с пространственной информацией, и отдал её отделу, который такой информацией занимается профессионально.

Этому можно научиться

В 2021 году группа Талер опубликовала результат, снимающий главное возражение — что речь идёт о врождённой редкости. Двадцать шесть участников, двенадцать слепых и четырнадцать зрячих, в возрасте от двадцати одного до семидесяти девяти лет прошли десятинедельный курс: примерно два-три занятия в неделю.

Улучшились обе группы и по всем задачам — определение размера, ориентации поверхности, ориентирование в лабиринте. Возраст оказался слабым предиктором успеха, слепота — тоже. Через три месяца после курса слепые участники сообщали о выросшей самостоятельности при передвижении.

Способность, которую полвека описывали как загадочное шестое чувство, освоили за десять недель люди старше семидесяти. Загадка была не в человеке, а в том, что никто не догадался учить.

Ограничения при этом честные и существенные. Эхолокация плохо работает в шуме, на ветру, среди мягких поглощающих поверхностей и на открытых пространствах без ориентиров. Она не заменяет трость и собаку-проводника, а дополняет их. Часть незрячих отказывается от щелчков по социальным причинам: щёлкать в кафе неловко. И преподаётся метод пока далеко не везде.

Значение этой истории выходит за пределы темы слепоты. Зрительная кора занимает существенную долю коры головного мозга, и оказалось, что она готова взяться за пространственную работу, приходящую по чужому каналу, если такую работу ей регулярно давать. Это не сверхспособность в мистическом смысле, а свойство обычного человеческого мозга, которое обнаруживается ровно у тех, кому оно понадобилось.