Bestimmte blinde Personen haben die Fähigkeit, Echos von Zungen- oder Fingerklicks zu verwenden, um Objekte in der Ferne zu erkennen, und einige verwenden die Echoortung als Ersatz für das Sehen. Untersuchungen von Dr. Mel Goodale von der University of Western Ontario in Kanada und Kollegen auf der ganzen Welt zeigen, dass die Echoortung bei blinden Personen eine vollständige Form der sensorischen Substitution ist und dass blinde Echoortungsexperten Regionen des Gehirns normal rekrutieren verbunden mit der visuellen Wahrnehmung bei echobasierten Bewertungen von Objekten. Die neuesten Ergebnisse von Dr. Goodale wurden auf dem 9. Annual Canadian Neuroscience Meeting am 24. Mai 2015 in Vancouver, British Columbia, präsentiert.
"Unsere Experimente zeigen, dass die Echoortung nicht nur ein Hilfsmittel ist, um sehbehinderten Menschen dabei zu helfen, sich in ihrer Umgebung zurechtzufinden, sondern auch als effektiver sensorischer Ersatz für das Sehen dienen kann, indem sie ihnen ermöglicht, die Form, Größe und Materialeigenschaften von zu erkennen Objekte", sagt Mel Goodale.
So wie mehrere Eigenschaften (Größe, erwartetes Gewicht, Textur, Zusammensetzung) eines Objekts, das durch visuelle Hinweise bewertet wird, in verschiedenen Gehirnregionen kodiert werden, zeigen neuere Forschungen im Goodale-Labor, dass dasselbe für Informationen gilt, die durch erh alten werden die akustischen Hinweise, die durch die Echoortung bereitgestellt werden. Tatsächlich werden viele der gleichen Regionen im sehenden Gehirn, die für die visuelle Beurteilung von Objekten verwendet werden, im blinden Gehirn rekrutiert, wenn Objekte mithilfe der Echoortung untersucht werden.
Um zu verstehen, was ein Objekt ist, und zu wissen, wie man mit diesem Objekt interagiert, ist es ebenso wichtig zu wissen, woraus ein Objekt besteht, sein "Stoff", wie seine Struktur oder Form zu kennen. Während seine ersten Studien untersucht haben, wie Echolokatoren die Form und Entfernung von Objekten erkennen, haben Dr. Goodales jüngste Studien untersucht, wie sie das Material oder den „Stoff“wahrnehmen, aus dem verschiedene Objekte bestehen.
"Bemerkenswerterweise können blinde Echoortungsexperten feststellen, ob etwas hart oder weich, dicht oder nicht ist, indem sie einfach auf die Echos hören, die von diesem Material zurückgeworfen werden", bemerkt Dr. Goodale.
Während sehende Personen visuelle Hinweise verwenden, um Informationen über die Zusammensetzung von Objekten zu erh alten, wie z. B. den Glanz von Metall oder die Unschärfe von Fell, müssen sich Echolokatoren auf die akustischen Hinweise verlassen, die sich aus den Echos der von ihnen abgegebenen Klicks ergeben. Um festzustellen, wie die Gehirne von Echoortungsgeräten diese Hinweise verarbeiten, haben Forscher die Echos aufgezeichnet, die durch die Klicks von Echoortungsgeräten auf verschiedenen Materialien (einer Decke, künstlichen Blättern und einer Tafel) erzeugt werden, und die Reaktion untersucht, die diese Geräusche im Gehirn von sehenden Menschen und von Blinden hervorrufen Nicht-Echolokatoren und von blinden Echolokatoren. Um zu sehen, welche Gehirnregionen bei diesen Personen aktiviert wurden, wurde eine fortschrittliche Bildgebungstechnik des Gehirns namens funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) verwendet.
Diese Studien zeigen, dass materialbezogene Signale eine Hirnregion namens parahippocampaler Kortex (PHC) bei blinden Echolokatoren aktivieren, nicht jedoch bei sehenden Menschen oder blinden Nicht-Echolokatoren. Die PHC-Aktivierung ist mit der Szenenwahrnehmung bei sehenden Personen verbunden. Genau wie bei sehenden Personen, die sehen, unterscheiden sich die Gehirnregionen, die eine entscheidende Rolle bei der Verarbeitung der Struktur und Geometrie von Objekten spielen, von den Gehirnregionen, die die Hinweise verarbeiten, die die Materialeigenschaften von Objekten in blinden Echolokatoren signalisieren.
Interessanterweise haben andere Studien im Goodale-Labor gezeigt, dass blinde Echoortungsexperten ebenfalls Illusionen unterliegen, zum Beispiel der Größen-Gewichts-Illusion, bei der die Wahrnehmung von Masse durch die Größe eines Objekts beeinflusst wird. Wenn zwei Objekte mit gleichem Gewicht sowohl einem sehenden als auch einem blinden Echolokator präsentiert werden, werden beide feststellen, dass sich das kleinere Objekt schwerer anfühlt, wenn sie es mit einer an einer Rolle befestigten Schnur anheben. Diese Illusion, von der angenommen wird, dass sie auf den kognitiven Erwartungen des Lifters beruht, und die Tatsache, dass sie auch bei blinden Echolokatoren vorhanden ist, aber nicht bei blinden Nicht-Echolokatoren, zeigt, dass die Echoortung eine effektive Form des sensorischen Ersatzes für das Sehen ist.
Da die Echoortung es blinden Personen ermöglicht, Objekte aus der Ferne wahrzunehmen, kann sie als Alternative zum Sehen verwendet werden und die Wahrnehmung entfernter Objekte ermöglichen, die durch Berührung unmöglich wäre. Tatsächlich sind einige Echoortungsgeräte so geübt, dass sie diese Fähigkeit nutzen können, um komplexe Aufgaben wie Fahrradfahren auszuführen – oder sogar einen Basketball zu versenken!
