Ехолокація — здатність орієнтуватися в просторі за допомогою звуку та його відлунь — давно відома як навичка кажанів і китів. Однак, як свідчать нові дослідження, люди теж здатні опанувати її всього за десять тижнів тренувань, і це супроводжується помітними змінами в структурі та роботі мозку.
У 2021 році команда науковців із Даремського університету (Велика Британія) опублікувала в журналі PLOS One результати експерименту, який засвідчив: і сліпі, і зрячі люди здатні навчитися ехолокації за допомогою клацань язиком. Тепер ті самі дослідники пішли далі й показали, що відбувається в мозку під час такого навчання. 1
Як мозок адаптується до звукових відлунь
У новій роботі, опублікованій у Cerebral Cortex, учені проаналізували скани мозку 26 учасників — 14 зрячих і 12 сліпих — до та після десятитижневого курсу тренувань. Особливу увагу приділили двом ділянкам: первинній зоровій корі (V1), яка відповідає за обробку зорової інформації, і первинній слуховій корі (A1), що обробляє звуки.
Результати виявилися вражаючими: після тренувань V1 у обох груп почала реагувати на звукові відлуння. «Ми показуємо вперше функціональні та структурні зміни в первинних сенсорних зонах V1 і A1 у сліпих і зрячих людей, які навчаються клац-ехолокації в дорослому віці», — пишуть дослідники у своїй статті. Раніше вважалося, що така пластичність — здатність мозку перебудовуватися — притаманна переважно вищим сенсорним зонам, а не первинним.
Це відкриття спростовує поширену думку, ніби первинні сенсорні області мозку є жорстко спеціалізованими й не здатні обробляти сигнали від інших органів чуття. «Це вагоме свідчення того, що здатність первинної сенсорної зони (V1) виявляти чутливість до входу з іншої модальності (тут — звукових відлунь) можна вважати нормальною характеристикою типового дорослого людського мозку», — зазначають автори.
Десять тижнів тренувань
Протягом десяти тижнів учасники займалися по дві-три години двічі на тиждень. Спочатку їх навчали правильно видавати клацальні звуки язиком, а потім тренували на трьох завданнях. Перші два полягали в оцінюванні розміру або орієнтації об’єктів за відлунням. Третє завдання — навігація віртуальними лабіринтами (Т-подібні повороти, U-подібні ділянки, зигзаги), де учасники рухалися за допомогою симульованих звуків клацань і відлунь, прив’язаних до їхнього положення. 2
Обидві групи — і сліпі, і зрячі — покращили результати в усіх завданнях. Під час фінальних двох сесій учасники проходили незнайомий віртуальний лабіринт, і кількість зіткнень у них була значно меншою, ніж на початку тренувань.
Зміни в мозку
Сканування мозку після тренувань виявило не лише посилення активації слухової кори (A1) у відповідь на звуки загалом, а й збільшення щільності сірої речовини в слухових ділянках. Найнесподіванішим стало те, що зорова кора (V1) також почала активуватися, коли учасники чули відлуння. «Ми не були впевнені, чи отримаємо такий результат у зрячих людей, тому було дуже приємно побачити це», — коментує Лорі Тейлер, нейробіологиня з Даремського університету. 3
Ці результати свідчать, що пластичність мозку не залежить від тривалої сенсорної депривації — сліпоти. Вона доступна кожному, хто готовий тренуватися. Хоча деякі специфічні структурні зміни все ж різнилися між сліпими та зрячими учасниками, загальна здатність до адаптації виявилася спільною.
Еволюційний контекст: дельфіни та кити
Щоб краще зрозуміти, як ехолокація впливає на мозок, інша група дослідників із США та Великої Британії у 2025 році опублікувала в PLOS One роботу, присвячену еволюційним змінам у мозку дельфінів і китів. Вони порівняли слухові системи трьох дельфінів (які ехолокують) і одного кита (який не ехолокує, але покладається на слух для орієнтації в темряві).
Попри багато спільного, виявилася одна суттєва відмінність: у дельфінів був значно сильніший нервовий зв’язок, що веде до мозочка. «Хоча нейробіологи раніше вважали мозочок переважно центром рівноваги та контролю рухів, нові дані свідчать, що він слугує інтеграційним центром сенсорної та моторної інформації, а також швидким центром передбачення», — пояснює біолог Пітер Тайак із Океанографічного інституту Вудс-Гоул. 4
Це означає, що адаптації до ехолокації можуть виникати в несподіваних ділянках мозку. У випадку дельфінів зміни відбулися в зонах, більше пов’язаних із дотиком, ніж із зором. «Технології нарешті дозволяють нам почати досліджувати ці загадкові нервові системи та з’ясувати, як вони працюють», — зазначає морський науковець Пітер Кук із Нью-Коледжу Флориди.
Сукупність цих досліджень показує: людський мозок здатен на значно більшу пластичність, ніж уважалося раніше, а ехолокація — навичка, яку може опанувати майже кожен. Як зазначають автори, тренування може бути особливо корисним для людей, які мають прогресуючі захворювання очей і можуть втратити зір у майбутньому.
Найцікавіше за тиждень
Один лист на тиждень. Без спаму.
Нові статті, добірки та корисні матеріали DAY TODAY — в одному короткому листі.
- https://www.sciencealert.com/humans-can-echolocate-and-it-changes-the-wiring-of-the-brain↩
- https://sciintl.scione.com/cms/abstract.php?id=50↩
- https://www.scientificamerican.com/article/anyone-can-learn-echolocation-in-just-10-weeks-and-it-remodels-your-brain/↩
- https://www.whoi.edu/press-room/news-release/dolphin-sound/↩
