Ecolocalización humana

La ecolocalización humana es la capacidad de los humanos para detectar objetos en su entorno detectando los ecos de esos objetos y creando sonidos activamente: por ejemplo, golpeando sus bastones, golpeando ligeramente con el pie, chasqueando el dedos o hacer chasquidos con la boca. Las personas entrenadas para orientarse mediante ecolocalización pueden interpretar las ondas sonoras reflejadas por los objetos cercanos, identificando con precisión su ubicación y tamaño.

Fondo

El término "ecolocalización" fue acuñado por el zoólogo Donald Griffin en 1944; sin embargo, los informes de humanos ciegos capaces de localizar objetos silenciosos se remontan a 1749. La ecolocalización humana se conoce y se estudia formalmente desde al menos la década de 1950. En épocas anteriores, la ecolocalización humana a veces se describía como "visión facial" o "sentido de obstáculos" ya que se creía que la proximidad de objetos cercanos provocaba cambios de presión en la piel. Sólo en la década de 1940 una serie de experimentos realizados en el Laboratorio de Psicología de Cornell demostraron que el sonido y la audición, más que los cambios de presión sobre la piel, eran los mecanismos que impulsaban esta capacidad. El campo de la ecolocalización humana y animal fue estudiado en forma de libro ya en 1959. Véase también White, et al. (1970)

Muchas personas ciegas utilizan pasivamente los ecos ambientales naturales para sentir detalles sobre su entorno; sin embargo, otros producen activamente clics con la boca y pueden medir información sobre su entorno utilizando los ecos de esos clics. Tanto la ecolocalización pasiva como la activa ayudan a las personas ciegas a sentir su entorno.

Quienes pueden ver su entorno a menudo no perciben fácilmente los ecos de los objetos cercanos, debido a un fenómeno de supresión del eco provocado por el efecto de precedencia. Sin embargo, con entrenamiento, las personas videntes con audición normal pueden aprender a evitar obstáculos utilizando únicamente el sonido, lo que demuestra que la ecolocalización es una habilidad humana general.

Lore Thaler dirigió a investigadores de la Universidad de Durham para determinar si podían enseñar ecolocalización a las personas. Durante un período de diez semanas, lo enseñaron a 12 personas ciegas y a otras 14 que no lo eran.

Mecánica

La visión y el oído son similares en el sentido de que cada uno interpreta las detecciones de ondas de energía reflejadas. La visión procesa ondas de luz que viajan desde su fuente, rebotan en las superficies del entorno y entran en los ojos. De manera similar, el sistema auditivo procesa las ondas sonoras a medida que viajan desde su fuente, rebotan en las superficies y entran en los oídos. Ambos sistemas neuronales pueden extraer una gran cantidad de información sobre el entorno interpretando los complejos patrones de energía reflejada que reciben sus órganos sensoriales. En el caso del sonido, estas ondas de energía reflejada se denominan ecos.

Los ecos y otros sonidos pueden transmitir datos espaciales que son comparables en muchos aspectos a los transmitidos por la luz. Un viajero ciego que utiliza ecos puede percibir características muy complejas, detalladas y específicas del mundo desde distancias mucho más allá del alcance del bastón o brazo más largo. Los ecos ponen a disposición información sobre la naturaleza y disposición de objetos y características ambientales tales como voladizos, paredes, puertas y huecos, postes, bordillos y escalones ascendentes, jardineras, peatones, bocas de incendio, vehículos estacionados o en movimiento, árboles y otro follaje, y mucho más. Los ecos pueden brindar información detallada sobre la ubicación (dónde están los objetos), la dimensión (qué tan grandes son y su forma general) y la densidad (qué tan sólidos son). La ubicación generalmente se divide en distancia desde el observador y dirección (izquierda/derecha, adelante/atrás, alto/bajo). La dimensión se refiere a la altura (alta o baja) y al ancho (ancho o estrecho) del objeto.

Al comprender las interrelaciones de estas cualidades, se puede percibir mucho sobre la naturaleza de un objeto o de varios objetos. Por ejemplo, un objeto alto y estrecho puede reconocerse rápidamente como un poste. Un objeto que es alto y estrecho en la parte inferior, mientras que ancho en la parte superior sería un árbol. Algo que es alto y muy ancho se registra como una pared o un edificio. Algo que sea ancho y alto en el medio, mientras que sea más corto en ambos extremos, puede identificarse como un automóvil estacionado. Un objeto que sea bajo y ancho puede ser una jardinera, un muro de contención o un bordillo. Y finalmente, algo que comienza cerca y muy bajo pero que se aleja en la distancia a medida que se eleva es un conjunto de escalones. La densidad se refiere a la solidez del objeto (sólido/escaso, duro/blando). La conciencia de la densidad añade riqueza y complejidad a la información disponible. Por ejemplo, un objeto bajo y macizo puede reconocerse como una mesa, mientras que algo bajo y ralo suena como un arbusto; pero un objeto alto, ancho y muy escaso probablemente sea una valla.

Áreas del cerebro asociadas con la ecolocalización

Algunas personas ciegas son expertas en ecolocalizar objetos silenciosos simplemente haciendo clic con la boca y escuchando los ecos que regresan. Aunque se han realizado pocos estudios sobre las bases neuronales de la ecolocalización humana, esos estudios informan sobre la activación de la corteza visual primaria durante la ecolocalización en ecolocalizadores ciegos expertos. El mecanismo impulsor de este fenómeno de reasignación de regiones del cerebro se conoce como neuroplasticidad.

En un estudio de 2014 realizado por Thaler y sus colegas, los investigadores primero hicieron grabaciones de los clics y sus ecos muy débiles usando pequeños micrófonos colocados en los oídos de los ecolocalizadores ciegos mientras estaban afuera e intentaban identificar diferentes objetos, como un automóvil., un asta de bandera y un árbol. Luego, los investigadores reprodujeron los sonidos grabados en los ecolocalizadores mientras se medía su actividad cerebral mediante imágenes de resonancia magnética funcional. Sorprendentemente, cuando se reprodujeron las grabaciones de ecolocalización a los expertos ciegos, no sólo percibieron los objetos basándose en los ecos, sino que también mostraron actividad en aquellas áreas de su cerebro que normalmente procesan la información visual en las personas videntes, principalmente la zona visual primaria. corteza o V1. Este resultado es sorprendente, ya que las áreas visuales normalmente sólo están activas durante las tareas visuales. Las áreas del cerebro que procesan la información auditiva no se activaron más con grabaciones sonoras de escenas al aire libre que contenían ecos que con grabaciones sonoras de escenas al aire libre sin ecos. Es importante destacar que cuando se llevó a cabo el mismo experimento con personas videntes que no realizaban ecolocalización, estos individuos no podían percibir los objetos y no había actividad relacionada con el eco en ninguna parte del cerebro. Esto sugiere que la corteza de los ecolocalizadores ciegos es plástica y se reorganiza de tal manera que la corteza visual primaria, más que cualquier área auditiva, participa en el cálculo de las tareas de ecolocalización.

A pesar de esta evidencia, no está claro hasta qué punto la activación de la corteza visual en ecolocalizadores ciegos contribuye a las capacidades de ecolocalización. Como se mencionó anteriormente, las personas videntes tienen la capacidad de ecolocalizarse; sin embargo, no muestran una activación comparable en la corteza visual. Esto sugeriría que las personas videntes utilizan áreas más allá de la corteza visual para la ecolocalización.

Casos notables de ecolocalización humana

Daniel Kish

La ecolocalización ha sido desarrollada aún más por Daniel Kish, que trabaja con personas ciegas a través de la organización sin fines de lucro World Access for the Blind. Guía a adolescentes ciegos a caminar y andar en bicicleta de montaña por la naturaleza y les enseña cómo navegar por nuevos lugares de forma segura, con una técnica que él llama "FlashSonar". A Kish le extirparon los ojos a la edad de 13 meses debido a un cáncer de retina. Aprendió a hacer chasquidos palatinos con la lengua cuando aún era un niño y ahora entrena a otras personas ciegas en el uso de la ecolocalización y en lo que él llama "movilidad perceptual". Aunque al principio se resiste a usar un bastón para moverse, al verlo como una persona "discapacitada" dispositivo, y considerándose "no discapacitado en absoluto", Kish desarrolló una técnica utilizando su bastón blanco combinado con ecolocalización para ampliar aún más su movilidad.

Kish informa que "el sentido de las imágenes es muy rico para un usuario experimentado". Uno puede obtener una sensación de belleza o de austeridad o lo que sea, tanto a partir del sonido como del eco." Es capaz de distinguir una valla metálica de una de madera por la información que le devuelven los ecos sobre la disposición de las estructuras de la valla; en condiciones extremadamente silenciosas, también puede escuchar la calidad más cálida y apagada de los ecos de la madera en comparación con los del metal.

Tomás Tajo

Thomas Tajo nació en la remota aldea de Chayang Tajo, en el Himalaya, en el estado de Arunachal Pradesh, en el noreste de la India. Quedó ciego alrededor de los 7 u 8 años debido a la atrofia del nervio óptico y aprendió por sí mismo a ecolocalizar. Hoy vive en Bélgica y trabaja con Visioneers o World Access para impartir habilidades de navegación independientes a personas ciegas de todo el mundo. Tajo también es investigador independiente. Investiga la historia evolutiva cultural y biológica de los sentidos y presenta sus hallazgos en conferencias científicas de todo el mundo.

Ben Underwood

Ben Underwood era un estadounidense ciego que nació el 26 de enero de 1992 en Riverside, California. Le diagnosticaron cáncer de retina a la edad de dos años y le extirparon los ojos a la edad de tres.

Aprendió por sí mismo la ecolocalización a la edad de cinco años y llegó a ser capaz de detectar la ubicación de objetos haciendo frecuentes chasquidos con la lengua. Este caso fue explicado en 20/20: Medical Mysteries. Lo usó para lograr hazañas como correr, jugar baloncesto, andar en bicicleta, patinar, jugar fútbol y andar en patineta. El oftalmólogo de infancia de Underwood afirmó que Underwood era uno de los ecolocalizadores humanos más competentes.

Él inspiró a otras personas ciegas a seguir sus pasos. Falleció en 2009 a causa de un cáncer.

Lawrence Scadden

Lawrence Scadden perdió la vista cuando era niño debido a una enfermedad, pero aprendió a utilizar la ecolocalización lo suficientemente bien como para andar en bicicleta en el tráfico. (Sus padres pensaban que todavía le quedaba algo de vista). En 1998, fue entrevistado en el Laboratorio de Neuroetología Auditiva de la Universidad de Maryland sobre su experiencia con la ecolocalización. Los investigadores eran conscientes del fenómeno Wiederorientierung descrito por Griffin, en el que los murciélagos, a pesar de seguir emitiendo llamadas de ecolocalización, utilizan la integración de trayectorias en un espacio acústico familiar. Scadden dijo que hizo lo mismo, ya que la ecolocalización requería un esfuerzo adicional.

La Asociación Nacional de Profesores de Ciencias creó el "Premio Lawrence A. Scadden al Maestro Destacado del Año para estudiantes con discapacidades" en su honor.

Lucas Murray

Lucas Murray, de Poole, Dorset, nació ciego y es uno de los primeros británicos en aprender la ecolocalización humana, de la mano de Daniel Kish. Lucas' Los padres vieron un documental sobre Daniel Kish enseñando ecolocalización a Ben Underwood. Meses después, se enteraron de que Daniel visitaría una organización benéfica escocesa llamada Visibility y se comunicaron con él. Kish le enseñó a Lucas, de cinco años, los conceptos básicos de la ecolocalización durante cuatro días. A los siete años, Lucas era lo suficientemente competente no sólo para calcular con precisión la distancia de los objetos, sino también su material, y podía jugar con otros niños en deportes como escalada en roca y baloncesto. En 2019, disfrutó de una experiencia laboral de una semana en South Western Railway.

Kevin Warwick

El científico Kevin Warwick experimentó alimentando pulsos ultrasónicos en el cerebro (mediante estimulación eléctrica de un implante neuronal) como información sensorial adicional. En las pruebas pudo discernir con precisión la distancia a los objetos y detectar pequeños movimientos de esos objetos.

Juan Ruíz

Ciego de nacimiento, Juan Ruiz vive en Los Ángeles, California. Apareció en el primer episodio de Stan Lee's Superhumans, titulado "Electro Man". El episodio lo mostró capaz de andar en bicicleta, evitar autos estacionados y otros obstáculos e identificar objetos cercanos. Entró y salió de una cueva, donde determinó su longitud y otras características.

En los medios populares

El videojuego Perception de 2017 sitúa al jugador en el papel de una mujer ciega que debe utilizar la ecolocalización para navegar por el entorno.

En la película de 2012 Imagine, el personaje principal enseña ecolocalización a estudiantes en una clínica para personas con discapacidad visual. Este método poco convencional genera controversia pero ayuda a los estudiantes a explorar el mundo.

En la novela de fantasía infantil de 2007 Gregor and the Code of Claw, el protagonista Gregor aprende la ecolocalización. Esta habilidad resulta útil para luchar en Underland, una civilización subterránea que es el escenario principal del libro.