مکان‌یابی صوتی؛ شیوه‌ای جدید برای دیدن

دنیل کیش از 13 ماهگی براثر بیماری رتینوبلاستوم ـ نوعی سرطان پیشرفته در چشم ـ نابینا شده است، اما اگر او را ببینید نمی‌توانید بگویید نابیناست. او به تنهایی از خیابان‌های شلوغ عبور می‌کند، به طبیعت رفته و چادر می‌زند، شنا می‌کند و کارهای افراد بینا را براحتی انجام می‌دهد. در واقع دنیل قابلیت مکان‌یابی صوتی را دارد؛ شیوه‌ای شبیه آنچه خفاش‌ها و دلفین‌ها به‌کار می‌برند.

در این شیوه، انعکاس راهنماهای شنیداری از روی سطح اجسام در پیرامون کیش به او در پیدا کردن مکان و اجسام کمک می کند. تعدادکمی از مردم می دانند آنها نیز می توانند مانند خفاش از مکان یابی صوتی استفاده کنند و در حقیقت این ویژگی به طور طبیعی در افراد نابینا ـ که از دریافت اطلاعات بصری محروم هستند ـ پدیدار می شود.

بن آندروود نیز که مانند دنیل بینایی اش را در دو سالگی بر اثر همان بیماری از دست داده، می تواند اجسام را با کمک مکان یاب صوتی تشخیص دهد. او از وقتی کودکی بیش نبود، می توانست وجود اجسام و هرچه در محیط هست مانند ساختمان های مرتفع را «با گوش های خود» ببیند!

بن از دوران مدرسه با ضربه زدن های ملایم زبان خود به سطوح مختلف توانست شکل تقریبی اجسام را تشخیص دهد. او مانند دنیل و هر انسان بینای دیگر می تواند بدون کمک کسی دوچرخه و اسکیت سواری کند وحتی بازی های ویدئویی انجام دهد.

مکان یابی صوتی

قرن هاست محققان در تلاشند بفهمند نابینایان چه چیزی را جایگزین بینایی شان می کنند. سال 1938 شیوه مکان یابی خفاش کشف شد و دردوران جنگ سرد، ارتش بودجه ای برای تحقیقات درخصوص مکان یابی صوتی تخصیص داد. پس از مدتی محققان متوجه شدند انسان همان ویژگی مکان یابی صوتی خفاش ها و دلفین ها را، البته با قدرت تشخیص اجسام بزرگ در حد یک لیوان آب دارد.

خفاش ها و دیگر حیواناتی که در مکان های تاریک با کمک اصوات طعمه های خود را شناسایی می کنند، هنگام مکان یابی گوش های خود را بسرعت تکان می دهند.

این کار در واقع چیزی شبیه حرکت کره چشم انسان در ردیابی سوژه مورد نظرش است. این حیوانات با حرکت سریع گوش ها دائم در حال تنظیم مکان خود در راستای گوش هایشان هستند. خفاش ها هنگام ردیابی مکان و اجسام، ضربه های صوتی با سرعت و فرکانس های بسیار بالا از طریق دهان یا بینی شان تولید می کنند.

سپس لاله گوش شان را مانند بشقاب های رادار چرخانده و انعکاس اصوات را جمع آوری می کنند. این مکانیسم چنان حساس است که براحتی می تواند اجسامی به نازکی مو یا حشرات کوچک را تشخیص دهد. ضربه های صوتی در واقع از جنس اصوات ماورای صوت بوده که انسان قادر به شنیدن آنها نیست. از طرفی لاله های گوش انسان برخلاف گوش های بزرگ و متحرک خفاش ها، کوچک و ثابت بوده و به همین دلیل نابینایان نمی توانند با استفاده از لاله های گوش خود به ردیابی بپردازند.

با این حال انسان هم می تواند برای دیدن از مکان یابی صوتی استفاده کند. تصویرسازی مغز انسان در مکان یابی صوتی درست مانند عصب شناسی افراد بینا در تشخیص داده های بصری عمل می کند و در حقیقت از همان راه های بینایی ـ مسیر چشم به مغز ـ صورت می گیرد.

همچنین برخی افرادی که ابتدا بینا بوده و براثر حادثه ای نابینا شده بودند، می توانستند تجربه ای همانند بینایی، مانند دیدن برق نور، سایه ها یا روشنایی داشته باشند و این طور به نظر می رسد که در مکان یابی صوتی نابینایان، تصویرسازی بصری درست مانند بینایان رخ می دهد.

در وضعیت آندروود شواهد از آن حکایت داشت که او اجسام را واقعا با گوش هایش می بیند، نه این که فقط وجودشان را حس کند. محققان در مستندی با عنوان «انسان های شگفت انگیز: پسری که بدون چشم می بیند» این پدیده را شرح دادند.

بن چشم های مصنوعی داشت، اما ماهیچه های چشمش هنوز سالم مانده بود و به همین دلیل می توانست چشم مصنوعی خود را درست مانند یک چشم واقعی به جهت های مختلف حرکت دهد. چشم ها با کمک حرکات ارادی سریع در جهت های مختلف روی اشیا متمرکز می شوند. این حرکات سریع با جنبش های هر دو چشم هماهنگ و در جهت نقطه کانونی است.

گرچه در مستند به این حرکات اشاره ای نشده بود، بدون شک هنگام انطباق با محرک های شنیداری چنین اتفاقی رخ می دهد.

نقش اصلی حرکات ارادی سریع چشم، دید با رزولوشن و وضوح بالاست. وقتی تصاویر از دامنه بصری به ناحیه مرکزی شبکیه – گودی مرکزی- می افتد می توانیم تصاویر را با وضوح بالا ببینیم. اما اگر این تصاویر بیشتر در نواحی پیرامونی شبکیه قرار بگیرند، نمی توانیم تصاویر واضحی داشته باشیم. البته هر بار فقط بخش بسیار کمی از تصویرکل صحنه روی گودی مرکزی می افتد، ولی حرکات ارادی سریع چشم با سرعت تمام جزئیات را گرفته و تصویر واضحی به دست می دهد.

عوامل بسیاری مانند تغییرات در محیط و باور فرد در تولید این حرکات سریع دخیل است. مثلا فرض کنید از پشت یک درخت صدایی می آید و مطمئن می شوید کسی یا حیوانی پشت آن درخت پنهان شده است. در این لحظه، چشم هایتان را بسرعت تکان داده و به جستجو و یافتن منبع صدا می پردازید.

انسان هم می تواند برای دیدن از مکان یابی صوتی استفاده کند. تصویرسازی مغز انسان در مکان یابی صوتی درست مانند عصب شناسی افراد بینا در تشخیص داده های بصری عمل می کند و در حقیقت از همان راه های بینایی ـ مسیر چشم به مغز ـ صورت می گیرد

حتی وقتی در ذهن خود تصویری از گذشته شبیه سازی می کنیم، با این که هیچ نوع ورودی حسی یا محیطی وجود ندارد، حرکات سریع چشم رخ می دهد. دلیل آن این است که مغز اطلاعات محیطی را به همراه حرکات سریع چشم که در آن زمان رخ داده بود، ذخیره می کند.

این مکانیسم ذخیره دوگانه مغز می تواند علت حرکات سریع چشم بن را توضیح دهد. محرک های صوتی منتشر شده در پیرامون بن، مغز او را تحریک کرده و شروع به تصویرسازی فضایی منطبق با محرک صوتی کرده و با حرکات سریع چشم، تصاویر را سازماندهی ومتمرکز می کند.

گوش های بینا

بینایان نیز شاید بدون این که خودشان متوجه باشند از شکل ساده مکان یابی صوتی استفاده می کنند. مثلا وقتی به دیواری که فضای درون آن خالی است ضربه بزنید، بدون شنیدن انعکاس صدا می توانید بگویید که فضای خالی آن دیوار چقدر است. تحقیقات نشان داده است این گونه محرک ها را می توانیم با ضمیر نیمه هوشیار خود درک کنیم. مغز به طور ناخودآگاه صدای اصلی و انعکاس آن را که در گام هایشان تفاوت وجود دارد، تفسیر کرده و می فهمد و راز دیدن بن و دنیل با گوش هایشان در این است. البته ممکن است آنها انسان های شگفت انگیزی به نظر آیند، اما تحقیقات ثابت کرده است که بینایان هم این توانایی را دارند.

قشر مخ بصری برخی اصوات را پردازش می کند، بویژه وقتی مغز در حال منطبق کردن ورودی های شنیداری و حسی ـ بصری است. تحقیقات بیشتر ثابت کرد اگر چشم های یک فرد بینا را ببندید، آنها می توانند با کمک اصوات اشیای موجود در پیرامون خود را تشخیص دهند. در تحقیقی دیگر هم معلوم شد می توان به افراد، اعم از بینا و نابینا آموزش داد که فقط با استفاده از اصوات ویژگی اشیا از جمله اندازه، شکل و فاصله شان با خود را تشخیص دهند.

جالب اینجاست وقتی یک فرد بینا حتی برای مدتی کوتاه مثلا چند ساعت، اطلاعات حسی بصری دریافت نکند، به طور طبیعی شروع به مکان یابی صوتی و تصویرسازی فضایی می کند. توانایی تشخیص اشیا به وسیله اصوات صرفا با داشتن شنوایی خوب رخ نمی دهد، بلکه پردازش صوت در مغز صورت می گیرد. در تحقیقی مشخص شد افراد بینا و نابینا در آزمایش های نرمال شنیداری مانند یکدیگر عمل می کنند؛ اما هنگام وجود انعکاس بخش هایی از مغز افراد نابینا که با درک بصری مرتبط است در مکان یابی صوتی فعال می شود، در صورتی که این اتفاق در بینایان رخ نمی دهد. این نتایج نشان داد مکان یاب های صوتی چگونه اطلاعات را از داده های صوتی استخراج می کند.

آموزش دیدن به نابینایان

چیزی که در مورد پدیده مکان یابی صوتی از همه شگفت آورتر است، این که می توان آن را آموخت و با این شیوه به نابینایان آزادی عمل تقریبا مانند بینایان داد. هنوز هم در بیشتر مراکز آموزش به نابینایان، به جای مکان یابی صوتی، نحوه استفاده از عصا را می آموزند. حرکت با عصا نمی تواند روان باشد و مانند ربات مصنوعی به نظر می رسد. اما اخیرا سازمان «دسترسی نابینایان به دنیا» واقع در کالیفرنیا این آموزش را شروع کرده است. در این طرح ابتدا از نابینایان خواسته می شود، خانه شان را بدون کمک دیگران با استفاده از اصوات پیدا کنند، سپس با تمرین های دیگر نحوه تشخیص مکان اشیا را یاد می گیرند. در حقیقت آنها باید بفهمند اشیا در کجا قرار دارند و بزرگی و عمق شان چقدراست.

از طرفی نابینایان باید از میان اصوات، صوتی را که موردنظرشان است تشخیص دهند. برخی محققان برای این که مطمئن باشند روش مکان یابی صوتی حتما فایده خواهد داشت، ابتدا روی خودشان امتحان کرده و با بستن چشم هایشان سعی کردند این ویژگی را در خود تقویت کنند. آنها امیدوارند این روش بزودی جایگزین روش سنتی «استفاده از عصا» شود.

منبع:جام جم آنلاین

No tags for this post.