丹尼尔·基什和布赖恩·布什韦都是盲人,却可以通过“听音辨物”的方法自如行动,甚至远足、骑山地自行车。
美国研究人员通过实验,初步揭开其中奥秘。实验报告由最新一期《科学公共图书馆—综合》(PLoS ONE)杂志发表。
闪光声呐
基什现年43岁,家住加利福尼亚州长滩市,是一名心理学家。因为患视网膜神经胶质瘤,他13个月大的时候接受手术,摘除眼球,失去视力。布什韦现年28岁,14岁时因视神经萎缩失明。
虽然看不到世界,但两人都会利用声波定位,也就是通过舌头碰撞上颚发出声音,根据回声判断物体的位置、距离、大小、形状甚至质地。基什把这种他自创的回声定位方法称为“闪光声呐”。
如今,两人可以玩篮球、参加各种户外活动。他们还建立起“世界盲人通道”协会,教更多盲人掌握“闪光声呐”技术。
像基什和布什韦这样利用听声辨位的盲人还有一些。有些人与他们一样用舌头制造声音,有些人则用拐杖敲击物体。
实验揭秘
为研究听音辨物的奥秘,美国西安大略大学心理学教授洛尔·塞勒组织实验。
塞勒先让基什和布什韦在户外听音辨位。两人能通过回音分辨出旗杆、树、汽车和建筑物。接着,实验场所转到室内,两人不但能确定旗杆的位置,还能分辨它的倾斜角度。此外,他们还能单凭听觉分辨出凹面和平面,判断一个物体是移动还是静止。
基什和布什韦通过“闪光声呐”方法定位时,塞勒在一旁录下他们嘴里发出的声音,还把微型麦克风放入耳道,录下他们听到的回声。
接下来,塞勒给两个人播放刚才录制的声音,同时用功能性磁共振成像技术(FMRI)扫描他们的大脑。
为做对比,塞勒也给两名视觉正常的人播放同样声音,同时扫描大脑。
有待研究
塞勒发现,如实验前预料,听到声音时,4名研究对象大脑听觉皮层开始活跃。但两名视觉正常的志愿者大脑活动仅限于此。
基什和布什韦则不同,除了听觉皮层外,两人负责视觉的大脑皮层也出现活跃迹象。其中,基什的大脑皮层活动更强。另外,当两人听到从移动物体上反射的回声时,大脑中负责运动的皮层也开始活跃。
美国微软—全国广播公司(MSNBC)25日引述塞勒的话报道:“当前尚不清楚其中原因,我们需要在今后的实验中进一步研究。”不过,她表示,实验证明基什和布什韦的确是通过声音“看”到世界。
基什猜测,回音好似单词,来自砖墙、树等不同物体的回音不同,也就代表不同“单词”。这些“单词”先经大脑听觉系统处理,然后传至视觉皮层,产生对应“画面”。
塞勒猜测,每个人可能都有听声辨物的潜在能力,“每个人可能都能学着做这件事,一些人会比另一些人更擅长”。(生物谷Bioon.com)
生物谷推荐原文出处:
PLoS ONE DOI:10.1371/journal.pone.0020162
Neural Correlates of Natural Human Echolocation in Early and Late Blind Echolocation Experts
Lore Thaler,Stephen R. Arnott,Melvyn A. Goodale
Background A small number of blind people are adept at echolocating silent objects simply by producing mouth clicks and listening to the returning echoes. Yet the neural architecture underlying this type of aid-free human echolocation has not been investigated. To tackle this question, we recruited echolocation experts, one early- and one late-blind, and measured functional brain activity in each of them while they listened to their own echolocation sounds.ResultsWhen we compared brain activity for sounds that contained both clicks and the returning echoes with brain activity for control sounds that did not contain the echoes, but were otherwise acoustically matched, we found activity in calcarine cortex in both individuals. Importantly, for the same comparison, we did not observe a difference in activity in auditory cortex. In the early-blind, but not the late-blind participant, we also found that the calcarine activity was greater for echoes reflected from surfaces located in contralateral space. Finally, in both individuals, we found activation in middle temporal and nearby cortical regions when they listened to echoes reflected from moving targets.ConclusionsThese findings suggest that processing of click-echoes recruits brain regions typically devoted to vision rather than audition in both early and late blind echolocation experts.