Naučí se lidé echolokaci?

Co mají společného netopýři například s delfíny? U obou skupin se vyvinula zvláštní schopnost poznávání okolí, kterou my, lidé, z vlastní zkušenosti neznáme. Tato schopnost, echolokace, funguje na principu zachycování odraženého zvuku. Španělští vědci však přišli nedávno se skutečně zajímavými experimenty – echolokaci se jim úspěšně podařilo naučit i lidi. Co mají společného netopýři například s delfíny? U obou skupin se vyvinula zvláštní schopnost poznávání okolí, kterou my, lidé, z vlastní zkušenosti neznáme. Tato schopnost, echolokace, funguje na principu zachycování odraženého zvuku. Španělští vědci však přišli nedávno se skutečně zajímavými experimenty – echolokaci se jim úspěšně podařilo naučit i lidi.

O tom, že existují zvířata, která se dokážou orientovat prostřednictvím zachycování odraženého zvuku, už asi většina lidí slyšela. Mnohem větším překvapením však je, když se dozvíme, že tuto schopnost nemají pouze některá zvířata, ale dokážou si ji vycvičit i lidé. A proč by to vlastně dělali? Lidem se zdravým zrakem i sluchem by se taková schopnost hodila maximálně tak při nočním klopýtání do ledničky. Pro lidi s nejrůznějšími typy smyslových postižení je však schopnost orientovat se pomocí „náhradních smyslů“ jednou z nejdůležitějších schopností, která jim pomáhá obstát před těmi nejobyčejnějšími výzvami každodenního života. Překvapivá schopnost orientovat se pomocí zvuku, která je do jisté míry vlastní všem lidem, proto zajímá vědce již od 50. let minulého století. Výzkumy však stále pokračují, a není proto vyloučeno, že pro slepce budou již zanedlouho běžné „školy“, které je těmto zvláštním schopnostem naučí.

Pestrá paleta lidských smyslů

Pro každý organismus je životně důležité, aby se dokázal zorientovat ve svém okolí. V průběhu milionů let vybavila evoluce nejrůznější organismy širokou škálou možností, jak své okolí propátrat. Nejzákladnější způsob, který znají i úplně prajednoduché organismy, je založen na chemii. Zareagovat na přítomnost molekuly cukru dokáže i taková bakterie. U nás, lidí, jsou na chemii založeny dva příbuzné smysly – chuť a čich. Další smysl, hmat, je smyslem čistě mechanickým. Existují ale ještě další dva, které mají jednu společnou vlastnost – pracují prostřednictvím odrážení nějakého typu vlnění. Abychom něco uviděli, musí do našeho oka dorazit elektromagnetické vlnění, které se odráží od předmětů v našem okolí. Se zvukem je to vlastně velmi podobné. Do našeho sluchového ústrojí však nedorážejí vlny elektromagnetické (světlo), ale vlnění vzduchu, kterému říkáme zvuk. Co kdybychom však dokázali vnímat zvuk i prostřednictvím jiné „vstupní brány“, než je bubínek našeho ucha? U řady zvířat se také orgány vyvinuly – o takových zvířatech bychom s jistou mírou nadsázky mohli říci, že „vidí“ prostřednictvím zvuku. Co kdyby se ale něco podobného podařilo i lidem?

Vidění díky tváři

Všichni si jistě vzpomeneme na zážitek, když jedeme v autě s otevřeným okénkem. I když okolí vozovky nesledujeme, přesto, jakoby „slyšíme“ stromy, které auto míjí. Jak to ale vlastně víme? Může za to právě zvuk, který vydává automobil. Velkou část tohoto zvuku přirozeně vnímáme orgánem, který nám k tomu příroda určila – ušima. Vědci však již dlouhou dobu zkoumají i velmi zvláštní typ smyslového vnímání, kterému se v odborné literatuře říká „vidění tváří“ (facial vision). Vibrace vzduchu dokáže zachycovat nejen dobře inervovaná pokožka, ale především obličejové kosti a také jazykové svaly. Odborníci se tedy shodují, že tento zvláštní jev, který popisují zejména slepí lidé, ale je znám i od osob vidících, je ve skutečnosti právě zvláštním typem echolokace. Prostřednictvím tohoto typu „vidění“ dokázaly nejrůznější testované osoby podat až neuvěřitelně přesné informace o předmětech ve svém okolí. Nejenže dokázaly rozpoznat polohu a velikost okolních předmětů, ale dokázaly podat informace i o jejich hustotě. Takto jedinečný smyslový kanál je tedy dobré začít systematicky využívat.

50x pomalejší než delfín

 Ačkoliv mezi suchozemskými živočichy vedou v echolokačních schopnostech netopýři, lidé se při využívání zvuku pro orientaci budou učit spíše od delfínů. Zatímco netopýři vydávají zvuk ústy a přijímají ušima, delfíni si pro vydávání i přijímání vyvinuli zvláštní zařízení, které také umístěno na „tváři“. Delfíni „mlaskají“ (angl. tick) pomocí zvláštně upravených svalů v nozdrách. Zvuky se pak do vody šíří díky z čela jejich kulovité hlavy. „Přijímač“ zase tvoří v podstatě celá oblast spodní části hlavy (spodní čelist) a také část hrudi. A proč vlastně delfíni „mlaskají“? Dokážou pochopit, jak rychle se k nim zvuk dostal zpět, dokážou si představit, jak daleko od nich se nacházela překážka, od níž se zvuk odrazil. Jejich skvělý sonar pak dokáže ve vodě odhalit objekt o velikosti 2,5 centimetru na vzdálenost 72 metrů! Je jasné, že lidé se s delfíny nikdy nebudou moci srovnávat. Jejich svaly dokážou vydávat jednotlivá „mlasknutí“ s frekvencí asi 200x za minutu. Tomuto číslu se lidé ani zdaleka nepřiblíží. Ti nejlépe trénovaní zvládnou za vteřinu maximálně 3–4 mlasknutí. Na rozdíl od delfínů i netopýrů se zvuk vydávaný lidmi pohybuje na zcela jiných zvukových frekvencích (viz rámeček).

Jak správně zamlaskat?

 Je možná překvapující, že ačkoliv o lidských echolokačních schopnostech vědí vědci již pěknou řádku let, první systematické výzkumy na tomto poli začaly teprve před nedávnou dobou na univerzitě v městečku Alcalá de Henares, asi 30 kilometrů východně od španělského Madridu. A protože tomu nebylo na katedře psychologie, ale na místní technologické fakultě, soustředili se zdejší vědci zejména na technologické obtíže, které s sebou orientace prostřednictvím zvuku nese. První technický problém, který je třeba překonat, je správně vybrat zvuk, který se pro echolokaci hodí nejlépe. Aby člověk mohl své okolí zvukem „ohmatat“, musí jej nejprve vydat, a teprve potom vnímat jeho odraz. Prof. Juan Antonio Martínez, který vedl vědecký tým, má za to, že k takovému ideálnímu zvuku už došli. „Téměř ideálním zvukem je mlasknutí. Musí se však provádět tak, že se špička jazyka umístí na patro těsně za zuby a pak se táhne dozadu. Dodržet tento postup je důležitý. Lidé totiž často mlaskají i tak, že špičku jazyka netáhnou po patře, ale ihned ji směřují dolů. To není dobře,“ popisuje techniku správného tvoření zvuku Martínez.

Pohled do budoucnosti lidské echolokace

 Jedno je jisté – ve schopnosti využívat zvuk lidé delfíny nedohoní a nepředhoní. Miliony let evoluce zkrátka dohnat nejdou. Delfíní inspirace však může pomoci lidem, které příroda o něco obrala. Orientace pomocí odraženého zvuku se totiž hodí nejen pro osoby, které přišly o zrak, ale i pro lidi hluché, kteří mohou bez problémů využívat „vidění tváří“. Na rozdíl od delfínů však lidem nejsou tyto schopnosti přirozené, a proto musíme vše dohnat učením. Podle prof. Martíneze k tomu není však třeba nijak zvláštního nadání. „Když budete každý den po dobu dvou týdnů trénovat zhruba dvě hodiny, bude to stačit k tomu, abyste dokázali rozlišit, zde před vámi stojí nějaký objekt. Po dalších dvou týdnech se už dokážete vyhýbat stromům na chodníku,“ nalévá optimismu španělský vědec. A jak takový trénink vlastně vypadá? Odborníci jej rozdělují do dvou kroků. Každá osoba se musí nejprve naučit vytvářet svůj vlastní zvuk a identifikovat se s ním. Díky tomu pak bude moci užívat své vlastní zvuky i na rušných místech, jako je třeba metro. V kroku číslo dvě se je pak třeba naučit se rozlišovat geometrické vlastnosti objektů. V současné době jsou už výzkumy skutečně daleko. Fáze, kdy se vědci radovali z každého rozpoznaného předmětu, je dávno za nimi. V současné době už některé pokusné osoby zvládají rozlišit i předměty, uložené uvnitř zavazadel, a dokonce i kosti uvnitř živých těl. „Tato technika by v budoucnu mohla najít využití nejen mezi slepci, ale také mezi hasiči či záchranářskými týmy,“ nahlíží do budoucnosti prof. Martínez.

Zvířata, která „vidí zvukem“

 Můra, která se vydala proletět ve svěžím nočním vzduchu, má velkou šanci, že se nedožije rána. Ačkoliv všude kolem panuje černočerná noc, existují zvířata, která se ve tmě dokážou orientovat s přesností na milimetr. Řeč je přirozeně o netopýrech, kteří v echolokaci neboli schopnosti orientovat se podle odraženého zvuku došli ze všech suchozemských zvířat nejdále. Ačkoliv jsou mezi suchozemskými savci bezesporu nejlepší, nejsou přece jen jediní. Podle našich současných znalostí mají tuto schopnost například ještě někteří rejskové či jejich příbuzní, madagaskarští bodlíni (tenrekové). Zdaleka nejvíc savců se sonarem najdeme ale v mořích či řekách. Je totiž vlastní prakticky všem zástupcům mořských kytovců od velryb přes vorvaně až malým druhům, jako jsou delfíni, plískavice či sviňuchy. Savci však nejsou jedinými uživateli biosonarů. Zvláštní vysokofrekvenční „kvíkání“ si osvojily i některé druhy ptáků, kteří si tímto způsobem napomáhají v orientaci ve spletitých chodbách podzemních jeskyní. Patří mezi ně například asijští a australští ptáci s podivným názvem salangana (r. Aerodramus) z příbuzenstva našich rorýsů. Podobným stylem života žije i jihoamerický gvačaro jeskynní (Steatornis caripensis), který je však na rozdíl od salangan spřízněn s našimi lelky.

Slavní lidští „echolokátoři“

 Schopnost orientovat se prostřednictvím odraženého zvuku je mezi lidmi natolik vzácná, že lidé, kteří ji ovládli, skutečně vstoupili do dějin. Snad nejslavnějším ze všech byl britský „slepý cestovatel“ James Holman (1786–1857). Jako mladík vstoupil do armády, ve 25 letech jej však postihla nemoc, která nejprve zachvátila jeho klouby a nakonec jej připravila i o zrak. Během svého života podnikl několik dlouhých cest do nejrůznějších částí světa (ruská Sibiř, Jižní Amerika, Austrálie, Blízký východ). I přes svou slepotu dokázal vlastní zážitky z cest barvitě popsat v řadě knih, které si v jeho době získaly velkou popularitu. Mnozí proto ani nevěřili, že tyto půvabné spisy pocházejí od muže, který se ve světě orientoval pomocí naslouchání zvuku, který vydávala jeho slepecká hůlka. Za jakési „zázračné dítě“ byl považován také Američan Ben Underwood. Jako chlapec onemocněl rakovinou rohovky, která jej připravila o zrak. Přesto byl schopen naučit se jezdit na skateboardu či kolečkových bruslích, a to opět díky tomu, že si rozvinul schopnost orientovat se pomocí zvuku. Stejná nemoc, která jej připravila o oči, jej však na počátku letošního roku v jeho pouhých 16 letech připravila i o život.  V současné době patří mezi nejznámější propagátory orientace prostřednictvím odraženého zvuku Američan Daniel Kish. Kish, který je známý jako velký propagátor jízdy na horských kolech, vyvinul drobné zařízení, které vydává zvuk, jímž se mohou slepí řídit za provozu na silnici.

Není zvuk jako zvuk

 Když spadne z poličky kniha, nejspíše se lekneme. Její pád snadno zaregistrujeme i v případě, že knihovna stojí za našimi zády. Jak je vůbec možné, že se informace o této události dostane až do našeho mozku? Hlavní podmínkou je, že mezi vysílačem zvuku a jeho přijímačem (ať už je to ucho, nebo třeba mikrofon) musí existovat médium, které jej přenese. Zvuk totiž není nic jiného, než mechanické vibrace tohoto média (vzduchu, kapalin ale i pevných látek). Jako jakékoliv vlnění má i zvuk různé frekvence kmitočtu. To, že lidské ucho je uzpůsobeno ke vnímání pouze jisté části tohoto spektra (16 Hz–20 000 Hz), však přirozeně neznamená, že jiné části neexistují. Zvuky pod frekvenci 16 Hz, tedy velmi hluboké tóny, nazýváme infrazvuk. My lidé je sice neslyšíme, pro svou komunikaci je však dokáže užívat řada organismů, například velryby, sloni, horši či nosorožci. Za zcela opačnou hranicí 20 kHz se nacházejí zvuky, které nazýváme ultrazvukem. Právě této části zvukového spektra využívají pro echolokaci jak netopýři, tak delfíni.

Rubriky:  Medicína
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Objev českých vědců umožní lepší využití fluorescenčních sond

Objev českých vědců umožní lepší...

Tým Milana Vrábela z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR vyvinul novou chemickou...
Čeští vědci jsou na stopě léku na rakovinu

Čeští vědci jsou na stopě léku...

Expertům z výzkumného centra BIOCEV se podařilo přimět buňky agresivní...
Chytré hodinky ví, že jste nemocní dřív, než vy

Chytré hodinky ví, že jste nemocní...

Chytré hodinky si zatím nezískaly takovou oblibu jako chytré telefony a...
Imunitní systém se přes noc restartuje

Imunitní systém se přes noc...

Doktorka Luciana Besedovsky společně s dalšími kolegy z německé Univerzity...
Kdo může za kocoviny? Podle vědců rodiče.

Kdo může za kocoviny? Podle vědců...

Lékaři vědí, že střídmě konzumovaný alkohol lidskému zdraví spíše prospívá....
Chilli papričky prodlužují život

Chilli papričky prodlužují život

Nejnovější studie lékařů z Larner College of Medicine při Univerzitě ve Vermontu...
Objev českých vědců: Američtí lososi mohou přenášet tasemnici

Objev českých vědců: Američtí...

Čeští vědci objevili v lososech na Aljašce tasemnici, která může napadnout...
Pepř dlouhý má potenciál léčit rakovinu

Pepř dlouhý má potenciál léčit...

Vědci z Southwestern Medical Center při Univerzitě v Texasu objevili léčivé účinky...
Složitá cesta procesoru

Složitá cesta procesoru

Procesor, neboli CPU (Central Processing Unit) je základní součástkou počítače...
Co skrývají pleny?

Co skrývají pleny?

Od zavedení jednorázových plen ve 40. letech minulého století došlo v mnoha směrech k...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Otřesný zážitek proslulého boxera: Předpověděl smrt soupeře?

Otřesný zážitek proslulého boxera:...

Boxerská legenda Suger Ray Robinson si rve vlasy....
Nový stát na mapě Evropy: Jaké probíhaly hádky o československé hranice?

Nový stát na mapě Evropy: Jaké...

To, co se na začátku 1. světové války zdálo...
Téměř zapomenutý vynález: Revoluční pluh vyjel z východních Čech!

Téměř zapomenutý vynález: Revoluční...

Rybitví, Rybitví, Rybitví, ani tam to není špatný,...
Whisky, která zrála mezi hvězdami: Jak chutná?

Whisky, která zrála mezi...

Chtěli byste ochutnat whisky, která zrála mezi...
Mrtvá trať: Mráz, hlad a smrt pod taktovkou Stalina!

Mrtvá trať: Mráz, hlad a smrt...

Lokomotiva, která měla táhnout hrozen vagonů...
Výběr nejzajímavějších poprav (2. díl)

Výběr nejzajímavějších poprav (2....

Spáchali ohavné zločiny, které porota označila jako...
Rakovina nevysvětlitelně zmizela! Byl to zázrak?

Rakovina nevysvětlitelně zmizela!...

Stará žena se vroucně modlí: „Ó, milosrdný Pane, dej,...
Polygon pro nehostinné podmínky: Kde se cvičí marsovské rovery?

Polygon pro nehostinné podmínky:...

Společný evropsko-ruský program ExoMars je v plném...
Trest za nechtěné početí? Svobodné matky čekala smrt!

Trest za nechtěné početí?...

„Odsuzujeme vás na dva roky,“ zazní u Pražského...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.