Eholokacija je sposobnost snalaženja u prostoru pomoću reflektiranog zvuka. Najpoznatiji su po tome šišmiši, koji ispuštaju ultrazvučne signale visoke frekvencije. Ti se valovi odbijaju od prepreka u okolini i vraćaju se u njihova mala ušesa, dajući im prostornu sliku svijeta oko sebe. Kod dupina je stvar slična, samo u vodenom okolišu.

Velik dio onoga što se obično smatra „nečujnim“ u svakodnevici zapravo jest u okviru osjetilnog dosega čovjeka – samo što se ne registrira jer se za to nije razvila pozornost. Ljudi su učeni slušati jezik, govor, promet, alarme, glazbu i mehaničke zvukove – sve ono što je civilizacijski uvjetovano. No da su umjesto toga učili razlikovati nijanse u šumu lišća, promjene u zvuku vjetra ili ritmove ptičjeg pjeva, sposobnost slušnog razlikovanja bila bi jednako razvijena u tim područjima. Slušanje nije samo fiziološka funkcija – ono je i kulturno naučeno ponašanje.

Ljudi su, čini se, oduvijek bili na repu osjetilne evolucije: ne vide ultraljubičasto kao pčele, ne osjećaju mirise kao psi, niti percipiraju magnetsko polje kao morske kornjače. Ali ljudski mozak je lukava naprava: kada mu se ponudi nova informacija, zna joj se prilagoditi. A to upravo pokazuje rad japanske znanstvenice Miwe Sumije i njezina tima s Centra za informacijske i neuronske mreže u Osaki.

Pokus za kućnu verziju Daredevila

U pokusu objavljenom u časopisu PLoS One, petnaest sudionika bilo je opremljeno slušalicama i s dva tableta. Jedan je generirao umjetni eholokacijski signal, a drugi bilježio eho. U susjednoj sobi nalazili su se cilindri čudnog oblika koji su se ili rotirali ili mirovali, a imali su poprečni presjek kotača s četiri ili osam „žbica“.

Kad bi sudionici aktivirali zvučni impuls, signal bi se odbijao od cilindra i vraćao natrag. No da bi ga ljudi mogli čuti, trebalo je napraviti nekoliko akustičkih prilagodbi. Čovjek čuje zvukove u rasponu od oko 20 Hz do 20 kHz, a korišteni umjetni ultrazvuci dosezali su 41 kHz. Zato je frekvencija spuštena na osminu izvorne kako bi postala čujna, a stereo signal snimljen binauralno – uz pomoć lutkine glave s mikrofonom u svakom uhu – slično kao surround zvuk u kinu ili ASMR videu.

Kad bi sudionici poslušali povratne signale kroz slušalice, morali su zaključiti rotira li se objekt ili miruje. Uspješno su razlikovali rotirajući cilindar od mirujućeg s velikom pouzdanošću. Oblik su teže prepoznavali, ali gibanje su gotovo nepogrešivo registrirali.

Kad sluh postane vid

Ovakvi rezultati pokazuju da ljudski mozak može naučiti interpretirati reflektirani zvuk kao trodimenzionalnu prostornu informaciju. Drugim riječima – moguće je „vidjeti“ zvukom. I to nije metafora.

Kod slijepih osoba koje koriste klikove jezikom za orijentaciju, pokazalo se da se dio mozga zadužen za vid – vizualni korteks u zatiljnom režnju – aktivira kada sluhom percipiraju prostor. Taj se fenomen naziva „neuronalna prenamjena“: kada mozak izgubi jedan osjet, sposoban je nadomjestiti ga drugim.

Neki korisnici eholokacije mogu opisati oblik prostorije, prepoznati prepreke, pa čak i nacrtati raspored namještaja nakon što su je obišli osluškujući eho. Nije riječ o instinktu nego o naučenoj vještini, ali rezultat može biti zapanjujuće precizan.

Eholokacija kao aktivno osluškivanje

Sumijin tim naglašava da je eholokacija aktivan proces. Nije dovoljno samo slati i primati zvukove – osoba se mora kretati, mijenjati kut i položaj, slično kao šišmiš u letu. Sljedeća faza istraživanja bit će omogućiti sudionicima slobodno kretanje prostorom dok slušaju odjeke i koriste ih za orijentaciju.

Ovakav pristup mogao bi znatno poboljšati prostornu percepciju kod slijepih osoba, ali i kod videćih u uvjetima slabe vidljivosti – primjerice u spasilačkim misijama, podvodnim operacijama ili u upravljanju autonomnim vozilima gdje se eholokacija kombinira s LIDAR-om i sličnim sustavima.

Kakoto, kakoto? (mali repetitorij akustike, bez formula)

Zvuk se u zraku širi kao mehanički val, oslanjajući se na vibracije čestica koje prenose energiju kroz prostor. Kada taj val naiđe na prepreku, dio energije reflektira se natrag prema izvoru. Pri tome se reflektirani signal mijenja ovisno o raznim čimbencima: koliko je objekt udaljen, je li površina glatka ili hrapava, je li tvrda ili meka, te kreće li se ili stoji na mjestu.

U slučaju rotirajućih predmeta, događa se fenomen poznat kao Dopplerov efekt. Riječ je o pojavi kod koje frekvencija zvuka postaje viša kada se izvor približava, a niža kad se udaljava. To se može čuti kad sirena hitne pomoći prolazi pokraj prozora: ton raste, zatim pada. U kontekstu eholokacije, taj se efekt javlja jer se rotirajući objekt istodobno kreće prema i od izvora zvuka, stvarajući suptilne promjene u povratnim signalima. Sudionici eksperimenta upravo su te promjene, taj sitni pomak u tonu, koristili kao orijentir.

U konačnici, cilj nije bio samo zaključiti postoji li neki objekt u prostoriji, nego i razumjeti što se s njime događa. Je li miran ili u pokretu? Mijenja li svoj položaj? Kao da se u mraku može naslutiti da ventilator lagano okreće lopatice, iako se ne osjeti povjetarac ni vidi svjetlo. Sve informacije dolaze isključivo kroz ritam i promjenu eha.

Budućnost s dodatnim osjetilima

Zanimljivo je da postoje i svakodnevni primjeri koji pokazuju koliko je sluh zapravo osjetljiv instrument, samo što ga često ne koristimo svjesno. Tako je poznato da ljudi mogu razlikovati zvuk lijevanja tople i hladne vode – i to s prilično visokom točnošću. Ta sposobnost nije posljedica pukog nagađanja, nego fizičkih razlika: topla voda ima nižu viskoznost, lakše stvara sitne mjehuriće i proizvodi višefrekventne, „tanje“ tonove. Hladna, naprotiv, daje „puniji“ zvuk s više niskih frekvencija.

Te su razlike toliko dosljedne da ih mozak može spontano naučiti prepoznavati, čak i ako ih svjesno ne osvještava. Drugim riječima, ne čujemo bolje – samo slušamo pažljivije.

U svijetu u kojem čovjek ne samo da vidi, čuje, miriše i dodiruje, nego i percipira prostor eholokacijski, pojam osjeta dobiva novu dimenziju. Ono što je do jučer bilo rezervirano za šišmiše i dupine, sada postaje domena ljudske neuroplastičnosti.

Novo čulo ili ekspanzija već postojećih percepcija?

Uz pomoć umjetne inteligencije, prostornog mapiranja i neurostimulatora, moguće je zamisliti digitalno „šesto čulo“ – sustav koji pretvara ultrazvučne valove u razumljivu prostornu sliku, ne putem očiju, nego kroz sluh ili osjetne receptore na koži.

Ispod površine svakodnevne percepcije skriva se iznenađujuća sposobnost: plastičnost ljudskog mozga kojom se zvuk može pretvoriti u prostorni doživljaj. U vrijeme kad se sve više oslanja na tehnologiju za razumijevanje svijeta, ovakvi eksperimenti podsjećaju da i vlastita osjetila još nisu rekla zadnju riječ.

Sposobnost da se pokret i oblik percipiraju samo na temelju odjeka nije nikakva čarolija ni znanstvena fantastika, već rezultat preciznog učenja i prilagodbe. Empirijski je potvrđeno da mozak može osluškivati prostor i pretvoriti zvuk u sliku. A to otvara vrata sasvim novoj dimenziji percepcije.