Ecolocalização humana - Human echolocation

Ecolocalização humana é a capacidade dos humanos de detectar objetos em seu ambiente ao sentir ecos desses objetos, criando sons ativamente: por exemplo, batendo as bengalas , batendo levemente o pé, estalando os dedos ou fazendo barulho de clique com a boca. Pessoas treinadas para orientar por ecolocalização pode interpretar os sons ondas refletidas por objetos próximos, identificando com precisão a sua localização e tamanho.

Fundo

O termo "ecolocalização" foi cunhado pelo zoólogo Donald Griffin em 1944; entretanto, relatos de humanos cegos sendo capazes de localizar objetos silenciosos datam de 1749. A ecolocalização humana é conhecida e formalmente estudada desde pelo menos os anos 1950. Antigamente, a ecolocalização humana às vezes era descrita como "visão facial" ou "sensação de obstáculo", pois se acreditava que a proximidade de objetos próximos causava mudanças de pressão na pele. Somente na década de 1940 uma série de experimentos realizados no Laboratório de Psicologia Cornell mostraram que o som e a audição, ao invés das mudanças de pressão na pele, eram os mecanismos que impulsionavam essa habilidade. O campo da ecolocalização humana e animal foi pesquisado na forma de livro já em 1959. Ver também White, et al. (1970)

Muitos cegos usam passivamente os ecos ambientais naturais para perceber detalhes sobre seu ambiente; no entanto, outros produzem ativamente cliques na boca e são capazes de medir as informações sobre seu ambiente usando os ecos desses cliques. Tanto a ecolocalização passiva quanto a ativa ajudam os cegos a aprender sobre seus ambientes.

Como as pessoas com visão aprendem sobre seus ambientes usando a visão, muitas vezes não percebem prontamente os ecos de objetos próximos. Isso se deve a um fenômeno de supressão de eco provocado pelo efeito de precedência . Porém, com o treinamento, indivíduos videntes com audição normal podem aprender a evitar obstáculos usando apenas o som, mostrando que a ecolocalização é uma habilidade geral do ser humano.

Mecânica

A visão e a audição estão intimamente relacionadas, pois podem processar ondas refletidas de energia. A visão processa as ondas de luz à medida que se deslocam de sua fonte, refletindo nas superfícies do ambiente e entrando nos olhos. Da mesma forma, o sistema auditivo processa as ondas sonoras à medida que se deslocam de sua fonte, ricocheteiam nas superfícies e entram nos ouvidos. Ambos os sistemas podem extrair uma grande quantidade de informações sobre o meio ambiente, interpretando os padrões complexos de energia refletida que recebem. No caso do som, essas ondas de energia refletida são chamadas de " ecos ".

Os ecos e outros sons podem transmitir informações espaciais que são comparáveis ​​em muitos aspectos àquelas transmitidas pela luz. Com os ecos, um viajante cego pode perceber informações muito complexas, detalhadas e específicas de distâncias muito além do alcance da bengala ou braço mais longo. Os ecos disponibilizam informações sobre a natureza e a disposição de objetos e características ambientais, como beirais, paredes, portas e recessos, postes, meios-fios e degraus ascendentes, caixas de plantio, pedestres, hidrantes, veículos estacionados ou em movimento, árvores e outras folhagens, e muito mais. Os ecos podem fornecer informações detalhadas sobre a localização (onde os objetos estão), dimensão (quão grandes são e sua forma geral) e densidade (quão sólidos são). A localização é geralmente dividida em distância do observador e direção (esquerda / direita, frente / trás, alto / baixo). Dimensão se refere à altura do objeto (alto ou curto) e largura (largo ou estreito).

Ao compreender as inter-relações dessas qualidades, muito pode ser percebido sobre a natureza de um objeto ou de vários objetos. Por exemplo, um objeto alto e estreito pode ser reconhecido rapidamente como um poste. Um objeto que é alto e estreito perto da parte inferior, enquanto largo perto do topo seria uma árvore. Algo que é alto e muito largo é registrado como uma parede ou edifício. Algo que é largo e alto no meio, embora seja mais curto nas duas extremidades, pode ser identificado como um carro estacionado. Um objeto baixo e largo pode ser uma plantadeira, muro de contenção ou meio-fio. E, finalmente, algo que começa próximo e muito baixo, mas se distancia à medida que aumenta, é um conjunto de etapas. A densidade se refere à solidez do objeto (sólido / esparso, duro / macio). A consciência da densidade adiciona riqueza e complexidade às informações disponíveis. Por exemplo, um objeto baixo e sólido pode ser reconhecido como uma mesa, enquanto algo baixo e esparso soa como um arbusto; mas um objeto alto, largo e muito esparso provavelmente é uma cerca.

Áreas do cérebro associadas à ecolocalização

A atividade relacionada ao eco no cérebro de um ecolocador cego precoce é mostrada à esquerda. Não há atividade evidente no cérebro de uma pessoa com visão (mostrado à direita) ouvindo os mesmos ecos

Alguns cegos são hábeis em localizar objetos silenciosos simplesmente produzindo cliques na boca e ouvindo os ecos que retornam, por exemplo, Ben Underwood. Embora poucos estudos tenham sido realizados na base neural da ecolocalização humana, esses estudos relatam a ativação do córtex visual primário durante a ecolocalização em ecolocalizadores especialistas cegos. O mecanismo de condução desse fenômeno de remapeamento da região do cérebro é conhecido como neuroplasticidade .

Em um estudo de 2014 feito por Thaler e colegas, os pesquisadores primeiro fizeram gravações dos cliques e seus ecos muito fracos usando microfones minúsculos colocados nos ouvidos dos ecolocalizadores cegos enquanto eles ficavam do lado de fora e tentavam identificar diferentes objetos, como um carro, uma bandeira poste e uma árvore. Os pesquisadores então tocaram os sons gravados de volta para os ecolocalizadores enquanto sua atividade cerebral era medida usando imagens de ressonância magnética funcional . Notavelmente, quando as gravações de ecolocalização foram reproduzidas para os especialistas cegos, eles não apenas perceberam os objetos com base nos ecos, mas também mostraram atividade nas áreas do cérebro que normalmente processam informações visuais em pessoas com visão, principalmente o córtex visual primário ou V1. Este resultado é surpreendente, pois as áreas visuais, como seus nomes sugerem, são ativas apenas durante as tarefas visuais. As áreas do cérebro que processam as informações auditivas não foram mais ativadas por gravações sonoras de cenas externas contendo ecos do que por gravações sonoras de cenas externas com os ecos removidos. É importante ressaltar que quando o mesmo experimento foi realizado com pessoas videntes que não ecolocalizaram, esses indivíduos não puderam perceber os objetos e não havia atividade relacionada ao eco em qualquer parte do cérebro. Isso sugere que o córtex dos ecolocalizadores cegos é plástico e se reorganiza de tal forma que o córtex visual primário, em vez de qualquer área auditiva, se envolve no cálculo das tarefas de ecolocalização.

Apesar dessa evidência, não está claro até que ponto a ativação no córtex visual em ecolocadores cegos contribui para as habilidades de ecolocalização. Como mencionado anteriormente, indivíduos com visão têm a capacidade de ecolocalizar; no entanto, eles não mostram ativação comparável no córtex visual. Isso sugere que os indivíduos com visão usam áreas além do córtex visual para a ecolocalização.

Casos notáveis ​​de ecolocalização humana

Daniel Kish

Artigo principal: Daniel Kish

A ecolocalização foi desenvolvida por Daniel Kish, que trabalha com cegos por meio da organização sem fins lucrativos World Access for the Blind . Ele conduz adolescentes cegos em caminhadas e mountain bike pela selva e os ensina a navegar em novos locais com segurança, com uma técnica que ele chama de "FlashSonar". Kish teve seus olhos removidos com 13 meses de idade devido a um câncer de retina . Ele aprendeu a fazer estalidos palatinos com a língua quando ainda era criança - e agora treina outros cegos no uso da ecolocalização e no que ele chama de "Mobilidade Perceptual". Embora a princípio resistente a usar uma bengala para mobilidade, vendo-a como um dispositivo "deficiente", e considerando-se "não deficiente", Kish desenvolveu uma técnica usando sua bengala branca combinada com ecolocalização para expandir ainda mais sua mobilidade.

Kish relata que "O senso de imagem é muito rico para um usuário experiente. Pode-se obter uma sensação de beleza ou de severidade ou o que quer que seja - tanto do som quanto do eco." Ele é capaz de distinguir uma cerca de metal de uma de madeira pelas informações retornadas pelos ecos na disposição das estruturas da cerca; em condições extremamente silenciosas, ele também pode ouvir a qualidade mais quente e opaca dos ecos da madeira em comparação com o metal.

Thomas Tajo

Thomas Tajo nasceu na remota vila de Chayang Tajo, no Himalaia, no estado de Arunachal Pradesh, no nordeste da Índia, e ficou cego por volta dos 7 ou 8 anos de idade devido à atrofia do nervo óptico. Tajo aprendeu sozinho a ecolocalização. Hoje ele mora na Bélgica e trabalha com Visioneers ou World Access para transmitir habilidades de navegação independentes para pessoas cegas em todo o mundo. Tajo também é pesquisador independente. Ele pesquisa a história da evolução cultural e biológica dos sentidos e apresenta suas descobertas em conferências científicas ao redor do mundo.

Ben Underwood

Ben Underwood

Ben Underwood era um americano cego que nasceu em 26 de janeiro de 1992 em Riverside, Califórnia. Ele foi diagnosticado com câncer de retina aos dois anos de idade e teve seus olhos removidos aos três.

Ele aprendeu sozinho a ecolocalização aos cinco anos, tornando-se capaz de detectar a localização de objetos fazendo ruídos frequentes de cliques com a língua. Este caso foi explicado em 20/20: Medical Mysteries . Ele o usava para realizar proezas como correr, jogar basquete, andar de bicicleta, andar de patins, jogar futebol e andar de skate. Ele frequentou a escola na Edward Harris Jr. Middle School. O oftalmologista da infância de Underwood afirmava que Underwood era um dos ecolocalizadores humanos mais proficientes.

Tom De Witte

Tom De Witte nasceu em 1979 na Bélgica com glaucoma congênito bilateral . Parecia que ele se tornaria um flautista de sucesso até que teve que desistir de tocar música em 2005. De Witte está completamente cego desde 2009 devido a problemas adicionais com seus olhos. Ele foi ensinado a ecolocalização por Daniel Kish e recebeu o apelido de "Batman da Bélgica" pela imprensa.

Dr. Lawrence Scadden

Scadden escreveu sobre suas experiências com a cegueira. Ele não nasceu cego, mas perdeu a visão devido a uma doença. Quando criança, ele aprendeu a usar a ecolocalização bem o suficiente para andar de bicicleta no trânsito. (Seus pais pensaram que ele ainda tinha um pouco de visão restante.) Mais tarde, ele participou de experimentos de visão facial. Por volta de 1998, ele visitou o Laboratório de Neuroetologia Auditiva da Universidade de Maryland e foi entrevistado sobre sua experiência com a visão facial. Os pesquisadores no laboratório estudam a ecolocalização dos morcegos e estavam cientes do fenômeno Wiederorientierung descrito por Griffin (1959), onde os morcegos, apesar de continuarem a emitir chamadas de ecolocalização, usam a integração do caminho em um espaço acústico familiar. Scadden indicou que descobriu que a ecolocalização exigia um esforço extra e não a usaria para navegar em áreas familiares, a menos que estivesse alerta para obstáculos, fornecendo assim uma visão sobre o comportamento do morcego.

A Aliança Regional de Ciência, Engenharia e Matemática para Alunos com Deficiências (RASEM) e o Ensino de Ciências para Alunos com Deficiências (SESD), um Grupo de Interesse Especial da National Science Teachers Association (NSTA), criaram o Lawrence A. Scadden Outstanding Teacher Prêmio do ano para alunos com deficiência em sua homenagem.

Lucas murray

Lucas Murray (nascido em 2002), natural de Poole, Dorset , nasceu cego, mas foi um dos primeiros britânicos a aprender a ecolocalização humana. Pelo eco causado pelo estalo da língua no céu da boca, Murray pode identificar o quão próximos os objetos estão e de que são feitos. Ele foi ensinado a técnica por Daniel Kish . Murray nasceu em Poole, em Dorset, com necessidades médicas complexas, incluindo displasia septo-óptica . Ele era cego de nascença, mas isso não foi confirmado até os cinco meses de idade. Nesse estágio, seus pais, Sarah e Iain, acreditavam que sua cegueira lhe causaria problemas. No entanto, Sarah e Iain assistiram a um documentário sobre um jovem americano chamado Ben Underwood, um garoto que usava eco-locação que havia aprendido sozinho em um nível muito alto. No documentário, Daniel Kish, fundador da organização de caridade World Access for the Blind , falou não apenas sobre a eco-localização, mas também sobre a importância de uma Longa Bengala . Muitos meses depois de ver o documentário na televisão, Sarah descobriu que Daniel estaria visitando uma instituição de caridade escocesa chamada Visibility, então o contatou e perguntou se ele poderia visitar Lucas. Daniel Kish, um californiano cego de 41 anos, ao lado de Brian Bushway do World Access for the Blind, ensinou os fundamentos da eco-localização e a importância de uma cana longa adequada para Lucas ao longo de quatro dias em 2007. Sarah diz que a eco-localização e a "Abordagem Sem Limites" deram a Lucas um "futuro fantástico". Seus pais criaram uma instituição de caridade chamada Common Sense, que visa fornecer suporte para pais e responsáveis ​​por crianças com deficiência visual. Eles também oferecem longas bengalas brancas para crianças no Reino Unido, por meio do Common Sense Children's Cane Bank.

Em 2019, ele teve uma experiência de trabalho de uma semana com a South Western Railway .

Usando ecolocalização

A mãe de Lucas, Sarah, disse que, aos sete anos, sua independência estava melhorando quase a cada dia, e ele podia brincar com outras crianças em esportes como escalada e basquete. Lucas identifica a distância dos objetos cronometrando o tempo que o eco do clique dele leva para retornar e, pelo som que retorna, ele também pode dizer a densidade e a forma, Lucas é o primeiro aluno britânico a receber um programa abrangente em eco avançado -localização. semelhante à ecolocalização e ao uso de sonar para retratar os arredores usados ​​pelos morcegos. Kish teria dito que "a mobilidade é incrível" de Lucas e que ele é "o melhor para sua idade no Reino Unido". No entanto, Kish escreveu aos pais de Lucas e outros repórteres, não publicados, que ele realmente disse: "A mobilidade de Lucas está entre as melhores no Reino Unido para sua idade, em minha experiência." Lucas diz que gosta muito do sistema. Lucas também usa uma bengala Long White para encontrar objetos perto de seus pés. Ele usa uma bengala telescópica AmbuTech porque é leve e tem uma ponta de cerâmica. No comprimento adequado, chega até o nariz quando em pé.

Kevin Warwick

O cientista Kevin Warwick experimentou alimentar pulsos ultrassônicos no cérebro (via estimulação elétrica de um implante neural) como uma entrada sensorial adicional. Em testes, ele foi capaz de discernir a distância dos objetos com precisão e detectar pequenos movimentos desses objetos.

Juan Ruiz

Cego de nascença, Juan Ruiz mora em Los Angeles, Califórnia. Ele apareceu no primeiro episódio de Superhumans de Stan Lee , intitulado "Electro Man". O episódio o mostrou capaz de andar de bicicleta, evitando carros estacionados e outros obstáculos e identificando objetos próximos. Ele entrou e saiu de uma caverna, onde determinou seu comprimento e outras características.

Na mídia popular

Avatar: O Último Mestre do Ar

Toph Beifong é uma garota fictícia da série animada Avatar: O Último Mestre do Ar que usa uma forma altamente avançada de ecolocalização, tornada possível através de uma técnica chamada "dobramento de terra" ( manipulação telecinética da terra elemental). Nascida cega, ela desenvolveu mecanorreceptores hipersensíveis e é capaz de sentir vibrações minúsculas bem o suficiente para criar uma imagem precisa de seu entorno de forma que ela seja uma lutadora competente, embora vulnerável quando seus oponentes estão no ar. Mais tarde, ela usa essa hipersensibilidade para desenvolver a arte de dobrar metais enquanto ensina Avatar Aang a dobrar a terra. Usando suas habilidades extremamente refinadas, ela também pode sentir as vibrações dos batimentos cardíacos e respiratórios de uma pessoa, tornando-se efetivamente um polígrafo humano .

Percepção

O videogame de 2017 Perception coloca o jogador no papel de uma mulher cega que deve usar a ecolocalização para navegar pelo ambiente.

O último de nós

No jogo PlayStation 3 da Naughty Dog de 2013, The Last of Us , pessoas infectadas chamadas "clickers" usam ecolocalização.

Imagine

No filme Imagine , de 2012 , o personagem principal ensina ecolocalização para alunos de clínica para deficientes visuais. Este método não convencional gera polêmica, mas ajuda os alunos a explorar o mundo.

Temerário

Matthew Murdock é advogado de defesa durante o dia e vigilante da luta contra o crime à noite, conhecido pelo nome de Demolidor , da Marvel Comics . Ele se envolveu em um acidente quando criança, onde seus olhos entraram em contato com produtos químicos radioativos, cegando-o efetivamente, embora tenha aumentado seus outros sentidos (olfato, audição e tato) a níveis sobre-humanos. Se ele se concentrar bastante, ele será capaz de ouvir o grito de uma pessoa por ajuda a alguns quarteirões de distância. Como Toph Beifong, ele pode usar sua super audição para detectar os batimentos cardíacos de uma pessoa, bem como mudanças mínimas em sua frequência respiratória e tom de voz, tornando-se assim também um detector de mentiras humano. Também como Toph, ele usa suas habilidades a seu favor no combate.


Espíritos da Floresta de Gelo

No romance de 2021, o protagonista Shanawdithit é um nativo de Dorset de Vinland que foi cegado por Freydis Eiriksdottir quando criança. Ela retorna como uma jovem adulta, capaz de lutar contra os invasores Viking e se vingar com um arco e flecha usando a ecolocalização.

Veja também

Referências

links externos