Эхолокация помогает летучим мышам и китам ориентироваться в пространстве. Животные издают звуки, улавливают возвращающееся эхо и по нему определяют, какие объекты находятся поблизости.
Оказалось, что такой способ восприятия доступен и людям, причем освоить его можно быстрее, чем многие могли бы предположить.
В исследовании Даремского университета, опубликованном в 2021 году, слепые и зрячие участники в течение 10 недель учились эхолокации с помощью щелчков языком. После курса тренировок представители обеих групп смогли использовать отраженный звук для определения окружающих объектов.
Некоторые люди с нарушениями зрения уже применяют эхолокацию в повседневной жизни. Они могут использовать щелчки ртом или звуки от постукивания тростью. Однако результаты исследования показали, что необходимые навыки способны освоить самые разные люди.
В новой работе ученые решили выяснить, как такие тренировки меняют сам мозг. Они изучили снимки мозга 26 участников, прошедших десятинедельный курс эхолокации.
Особое внимание исследователи уделили первичной зрительной коре, которая обычно обрабатывает визуальную информацию, и первичной слуховой коре, отвечающей за звуки.
Результаты оказались неожиданными. После тренировок зрительная кора начала реагировать на звуковое эхо не только у слепых, но и у зрячих участников.
По словам авторов, им впервые удалось обнаружить функциональные и структурные изменения в первичных сенсорных областях мозга у взрослых людей, научившихся эхолокации с помощью щелчков.
Ранее подобную пластичность у взрослых обычно находили в более сложных областях мозга, отвечающих за обработку сенсорной информации. Теперь выяснилось, что перестраиваться могут даже участки, непосредственно связанные со зрением и слухом.
При этом способность мозга адаптироваться не зависела от того, был человек слепым или зрячим. Это означает, что для таких изменений необязательно много лет жить без одного из чувств, чтобы мозг усилил обработку другого.
Хотя некоторые структурные изменения у слепых и зрячих участников отличались, результаты указывают на то, что многие люди способны освоить эхолокацию. Мозг взрослого человека сохраняет достаточно пластичности, чтобы научиться использовать звуковое эхо новым способом.
Исследователи считают, что способность зрительной коры реагировать на информацию от другого органа чувств может быть нормальным свойством обычного взрослого мозга.
Ученые также изучают, как эхолокация повлияла на мозг животных за миллионы лет эволюции. В исследовании 2025 года специалисты сравнили слуховые системы трех дельфинов, способных к эхолокации, и одного усатого кита, который не использует ее, но сильно зависит от слуха при передвижении в темной среде.
Между их мозговыми системами оказалось много общего. Однако у дельфинов была значительно сильнее связь с мозжечком.
Раньше мозжечок считали главным образом центром равновесия и управления движениями. Новые данные указывают на то, что он также объединяет сенсорную и двигательную информацию и помогает мозгу быстро делать прогнозы.
Это показывает, что изменения, связанные с эхолокацией, могут возникать совсем не в тех областях мозга, где их ожидают найти. У дельфинов некоторые адаптации оказались связаны с участками, которые ближе относятся к осязанию, чем к зрению.
Чем больше данных получают ученые, тем лучше они понимают, как эхолокация влияет на нервную систему и как мозг людей и животных способен объединять информацию от разных органов чувств.
Исследования опубликованы в журналах PLOS One и Cerebral Cortex.
