Định vị âm thanh: con người có thể "nhìn thấy" bằng âm thanh

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Đối với một số người, điều này có vẻ rất, rất kỳ lạ, nhưng khả năng định vị bằng tiếng vang không chỉ ở dơi và cá heo (và một số động vật khác), mà còn ở người. Và chúng tôi không muốn nói ở đây là các thiết bị đặc biệt, mà là khả năng điều hướng trong không gian của chính một người, thu lại tiếng vọng phản xạ.

Có một số bằng chứng cho thấy người mù sử dụng khả năng định vị bằng tiếng vang để tìm thứ gì đó hoặc không va vào một loại chướng ngại vật nào đó trên đường đi của họ - như cá voi, họ tặc lưỡi khó nghe qua tiếng vọng rằng có một chiếc ghế trong phòng, và làm bạn không cần phải cúi xuống một chút để không đánh từ ngưỡng cửa quá thấp.

Một mặt, điều tương tự có thể xảy ra: não đang cố gắng bù đắp sự thiếu hụt thông tin thị giác, giúp thính giác nhạy bén nhất có thể. Tất nhiên, con người còn kém xa loài dơi, nhưng những người có vấn đề về thị lực nghiêm trọng, khả năng định vị bằng tiếng vang sẽ tăng lên đáng kể. Tuy nhiên, khả năng định vị bằng tiếng vang ở người hầu như không được nghiên cứu chi tiết và không rõ ràng chúng có thể được phát triển ở mức độ nào.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Durham, cùng với các đồng nghiệp từ Đại học Kỹ thuật Eindhoven và Đại học Birmingham, đã quyết định tìm hiểu cách khả năng định vị bằng tiếng vang cho phép người mù "nhìn thấy" các vật thể xung quanh họ. Thí nghiệm liên quan đến tám người đã mất thị lực từ lâu và đã đạt được thành công ấn tượng trong việc định vị bằng tiếng vang.

Họ được đưa vào một căn phòng không có gì ngoài một chiếc đĩa có đường kính 17,5 cm được đặt trên một cây cột, và người ta chỉ đoán được vị trí của chiếc đĩa này. Các tình nguyện viên đã gắn micro để biết chính xác họ phát ra âm thanh gì và âm thanh nào quay trở lại với họ; bản thân căn phòng đã hoàn toàn cách âm, tức là không có gì bên ngoài có thể can thiệp vào thí nghiệm. Người mù đứng bất động, nhưng vị trí của chiếc đĩa đã thay đổi: nó liên quan đến họ ở góc độ này, rồi ở góc độ khác.

Một bài báo trên tạp chí Proceedings of the Royal Society B nói rằng những người tham gia thí nghiệm tặc lưỡi theo nhiều cách khác nhau - cố gắng xác định vị trí của vật thể, họ đã thay đổi âm lượng và tần số âm thanh.

Hóa ra là vật thể đó có thể "nhìn thấy" họ tốt nhất khi nó ở ngay trước mặt họ. Họ cũng nghe thấy nó tốt nếu nó ở một góc 45 ° hoặc thậm chí 90 ° (nghĩa là khá từ bên cạnh). Nhưng ngay cả khi vật thể ở sau lưng, các tình nguyện viên vẫn có thể xác định vị trí của nó bằng cách sử dụng định vị bằng tiếng vang, mặc dù độ chính xác kém hơn. Ví dụ, nếu góc là 135 ° - tức là đĩa được đặt ở phía sau và ở bên cạnh - thì xác suất một người xác định chính xác vị trí của nó là 80%. Cuối cùng, khi đĩa được đặt ngay sau lưng, khả năng được định vị bằng tiếng vang được thăm dò chính xác giảm xuống còn 50%.

Mặt khác, vẫn còn ngạc nhiên khi một người mù có thể biết chính xác đến mức anh ta có thứ gì đó đằng sau mình, chỉ cần lắng nghe tiếng vọng từ tiếng tặc lưỡi của chính anh ta. Điều tò mò nhất là các tình nguyện viên đã nghe thấy một tiếng vang yếu ớt như vậy, người ta tin rằng tai người không còn nghe được nữa. Và điều này một lần nữa chứng minh bộ não của chúng ta linh hoạt như thế nào và nó có thể thích ứng với những điều kiện như thế nào, mà dường như, nó chỉ đơn giản là không thể thích ứng được.

Trong một bài báo mới được đăng trên tạp chí Proceedings of the Royal Society B, Tayler và đồng nghiệp của cô là Liam J. Norman đã viết về cách bộ não của những người mù thành thạo trong việc định vị bằng tiếng vang nhận thức thế giới xung quanh.

Có những vùng đặc biệt của vỏ não trong não để nhận tín hiệu từ các giác quan.

Ví dụ, thông tin từ mắt chủ yếu đến vỏ não thị giác chính ở phía sau não. Người ta biết rằng một thứ giống như một bản đồ của khu vực xuất hiện trong vỏ não thị giác sơ cấp, tức là khi chúng ta nhìn thấy hai đối tượng ở khoảng cách gần nhau, thì các khu vực nằm cạnh nhau sẽ phản ứng với hai đối tượng này trên võng mạc - và khi tín hiệu từ võng mạc đi đến não, sau đó hai vùng lân cận cũng được kích hoạt trong vỏ não thị giác.

Hóa ra ở những người có máy đo tiếng vang, vỏ não thị giác cũng phản ứng theo cách tương tự, nhưng với âm thanh. Các tác giả của tác phẩm đã thiết lập một thử nghiệm với những người có thị lực, với người mù không sử dụng máy đo tiếng vọng của riêng họ, và với người mù, những người đã biết cách định hướng bằng âm thanh phản xạ rất tốt. Họ được phép nghe những âm thanh phát ra từ những nơi khác nhau trong phòng và đồng thời theo dõi hoạt động não bộ của họ bằng cách sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ.

Đối với những người giỏi định vị bằng tiếng vang, âm thanh sẽ kích hoạt vỏ não thị giác và do đó, một bản đồ của khu vực xuất hiện trong vỏ não - như thể vỏ não thị giác thực sự nhìn thấy không gian xung quanh. Nhưng đối với những người khiếm thị và những người mù không sử dụng định vị bằng tiếng vang, không có thẻ âm thanh nào xuất hiện trong vỏ não thị giác.