La ecolocalización humana es la capacidad de los seres humanos de detectar objetos en su entorno detectando ecos de esos objetos, creando sonidos de forma activa: por ejemplo, golpeando con sus bastones , dando un suave pisotón con el pie, chasqueando los dedos o haciendo ruidos 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.
El término "ecolocalización" fue acuñado por el zoólogo Donald Griffin en 1944. Pero el fenómeno ya se conocía antes, por ejemplo, Denis Diderot informó en 1749 que las personas ciegas podían localizar objetos silenciosos. [1] La ecolocalización humana se conoce y se estudia formalmente desde al menos la década de 1950. [2] 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 causaba cambios de presión en la piel. [3] [4] [5] Solo en la década de 1940 una serie de experimentos realizados en el Laboratorio Psicológico de Cornell demostró que el sonido y la audición, en lugar de los cambios de presión en la piel, eran los mecanismos que impulsaban esta capacidad. [1] El campo de la ecolocalización humana y animal fue examinado en forma de libro ya en 1959 [6] (véase también White, et al. (1970) [7] ).
Muchas personas ciegas utilizan pasivamente los ecos ambientales naturales para percibir detalles sobre su entorno; sin embargo, otras producen chasquidos bucales de forma activa y pueden evaluar información sobre su entorno utilizando los ecos de esos chasquidos. [8] Tanto la ecolocalización pasiva como la activa ayudan a las personas ciegas a percibir su entorno.
Quienes pueden ver su entorno a menudo no perciben fácilmente los ecos de los objetos cercanos, debido a un fenómeno de supresión de 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 capacidad humana general. [9]
Lore Thaler dirigió a los investigadores de la Universidad de Durham para determinar si podían enseñar ecolocalización a las personas. Durante un período de diez semanas, se la enseñaron a 12 personas ciegas y a otras 14 que no eran ciegas. [10]
La visión y la audición son similares en el sentido de que ambas implican la detección de ondas de energía reflejadas. La visión procesa las 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 de sonido 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 patrones complejos 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 comparables en muchos aspectos a los transmitidos por la luz. [11] Un viajero ciego que utilice ecos puede percibir características muy complejas, detalladas y específicas del mundo desde distancias mucho más allá del alcance del bastón o el brazo más largo. Los ecos pueden proporcionar información sobre la naturaleza y la disposición de los objetos y las características ambientales, como aleros, paredes, puertas y huecos, postes, bordillos y escalones ascendentes, jardineras, peatones, bocas de incendio, vehículos estacionados o en movimiento, árboles y otro tipo de follaje, y mucho más. Los ecos pueden proporcionar 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 desglosa en distancia desde el observador y dirección (izquierda/derecha, adelante/atrás, alto/bajo). La dimensión se refiere a la altura del objeto (alto o bajo) y la anchura (ancho o estrecho).
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 que es alto y angosto puede reconocerse rápidamente como un poste. Un objeto que es alto y angosto cerca de la base y ancho cerca de la parte superior sería un árbol. Algo que es alto y muy ancho se registra como una pared o un edificio. Algo que es ancho y alto en el medio, pero más corto en ambos extremos puede identificarse como un automóvil estacionado. Un objeto que es bajo y ancho puede ser una jardinera, un muro de contención o un bordillo. Y finalmente, algo que comienza cerca y muy bajo pero se aleja a medida que se hace más alto es un conjunto de escalones. La densidad se refiere a la solidez del objeto (sólido/escaso, duro/blando). La conciencia de la densidad agrega riqueza y complejidad a la información disponible. Por ejemplo, un objeto que es bajo y sólido puede reconocerse como una mesa, mientras que algo bajo y escaso suena como un arbusto; pero un objeto que es alto y ancho y muy escaso es probablemente una cerca. [12]
Algunas personas ciegas son expertas en la ecolocalización de objetos silenciosos simplemente haciendo clic con la boca y escuchando los ecos que regresan. Aunque se han realizado pocos estudios sobre la base neuronal de la ecolocalización humana, esos estudios informan de la activación de la corteza visual primaria durante la ecolocalización en ecolocalizadores ciegos expertos. [1] [13] [14] El mecanismo impulsor de este fenómeno de reasignación de regiones cerebrales se conoce como neuroplasticidad .
En un estudio de 2014 realizado por Thaler y sus colegas, [15] los investigadores primero hicieron grabaciones de los clics y sus ecos muy débiles utilizando 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 utilizando imágenes por resonancia magnética funcional . Sorprendentemente, cuando las grabaciones de ecolocalización se reprodujeron a los expertos ciegos, no solo percibieron los objetos en función de 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 corteza visual primaria o V1. Este resultado es sorprendente, ya que las áreas visuales normalmente solo están activas durante las tareas visuales. Las áreas del cerebro que procesan la información auditiva no se activaron más con grabaciones de sonido de escenas al aire libre que contenían ecos que con grabaciones de sonido de escenas al aire libre sin los ecos. Es importante destacar que, cuando se llevó a cabo el mismo experimento con personas videntes que no ecolocalizaban, estas personas 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, en lugar de cualquier área auditiva, se involucra en el cálculo de las tareas de ecolocalización.
A pesar de esta evidencia, no está claro en qué medida la activación en la corteza visual de los ecolocalizadores ciegos contribuye a las capacidades de ecolocalización. [9] Como se mencionó anteriormente, las personas videntes tienen la capacidad de ecolocalizar; 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.
La ecolocalización ha sido desarrollada por Daniel Kish, quien trabaja con personas ciegas a través de la organización sin fines de lucro World Access for the Blind . [16] Él guía a adolescentes ciegos a hacer caminatas y andar en bicicleta de montaña por la naturaleza, y les enseña cómo navegar por nuevos lugares de manera segura, con una técnica que él llama "FlashSonar". [17] 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 todavía era un niño, y ahora entrena a otras personas ciegas en el uso de la ecolocalización y en lo que él llama "movilidad perceptiva". [18] Aunque al principio se resistía a usar un bastón para moverse, viéndolo como un dispositivo "para discapacitados" y considerándose "para nada discapacitado", Kish desarrolló una técnica usando su bastón blanco combinado con la ecolocalización para expandir aún más su movilidad. [18]
Kish informa que "la percepción de las imágenes es muy rica para un usuario experimentado. Uno puede obtener una sensación de belleza o de crudeza o lo que sea, tanto a partir del sonido como del eco". [17] Es capaz de distinguir una valla de metal de una de madera por la información que devuelven los ecos sobre la disposición de las estructuras de la valla; en condiciones extremadamente silenciosas, también puede oír la calidad más cálida y más apagada de los ecos de la madera en comparación con el metal. [17]
Thomas Tajo nació en Chayangtajo , un pueblo remoto del Himalaya , en el estado de Arunachal Pradesh , al noreste de la India. Se quedó ciego a los 7 u 8 años debido a una atrofia del nervio óptico y aprendió por sí solo a ecolocalizar. Actualmente 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 un investigador independiente. Investiga la historia evolutiva biológica y cultural de los sentidos y presenta sus hallazgos en conferencias científicas de todo el mundo. [19]
Ben Underwood era un estadounidense ciego que nació el 26 de enero de 1992 en Riverside, California . Le diagnosticaron cáncer de retina a los dos años y le extirparon los ojos a los tres. [20]
Aprendió por sí mismo la ecolocalización a la edad de cinco años, y pudo detectar la ubicación de los objetos haciendo ruidos frecuentes con la lengua. Este caso se explicó en 20/20: Medical Mysteries . [21] La utilizó para lograr hazañas como correr, jugar al baloncesto, andar en bicicleta, patinar, jugar al fútbol y andar en patineta. [22] [23] El oftalmólogo de la infancia de Underwood afirmó que Underwood era uno de los ecolocalizadores humanos más competentes.
Inspiró a otras personas ciegas a seguir su ejemplo. Falleció en 2009 a causa de un cáncer.
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 medio del tráfico. (Sus padres pensaban que aún conservaba algo de visión.) [24] En 1998, fue entrevistado en el Laboratorio de Neuroetología Auditiva de la Universidad de Maryland sobre su experiencia con la ecolocalización. [7] Los investigadores conocían el fenómeno de Wiederorientierung descrito por Griffin [6], según el cual los murciélagos, a pesar de seguir emitiendo llamadas de ecolocalización, utilizan la integración de trayectorias en un espacio acústico familiar. Scadden dijo que él 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 Profesor Destacado del Año para Estudiantes con Discapacidades" en su honor. [25]
Lucas Murray , de Poole, Dorset , nació ciego y es uno de los primeros británicos en haber aprendido la ecolocalización humana, habiéndola aprendido de Daniel Kish . [26] Los padres de Lucas vieron un documental sobre Daniel Kish enseñándole ecolocalización a Ben Underwood. [27] [28] Meses después, se enteraron de que Daniel visitaría una organización benéfica escocesa llamada Visibility [29] y se pusieron en contacto 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 solo para decir con precisión la distancia de los objetos, sino también su material, y podía jugar con otros niños en deportes como la escalada en roca y el baloncesto. [30] [31] En 2019, disfrutó de una semana de experiencia laboral con South Western Railway . [32]
El científico Kevin Warwick experimentó con la introducción de pulsos ultrasónicos en el cerebro (mediante estimulación eléctrica de un implante neuronal) como entrada sensorial adicional. En las pruebas, pudo discernir con precisión la distancia a los objetos y detectar pequeños movimientos de esos objetos. [33]
Ciego de nacimiento, Juan Ruiz vive en Los Ángeles, California. Apareció en el primer episodio de Superhumans de Stan Lee , 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. [ cita requerida ]
El videojuego Perception de 2017 coloca al jugador en el papel de una mujer ciega que debe usar la ecolocalización para navegar por el entorno. [34]
En la película Imagine de 2012 , el personaje principal enseña ecolocalización a estudiantes de una clínica para personas con discapacidad visual. Este método poco convencional genera controversia, pero ayuda a los estudiantes a explorar el mundo. [35]
En la novela de fantasía infantil de 2007 Gregor y el código de la garra , el protagonista Gregor aprende ecolocalización. Esta habilidad resulta útil para luchar en el Submundo, una civilización subterránea que es el escenario principal del libro. [36]
El personaje de Marvel Daredevil es un superhéroe que utiliza sus sentidos agudizados junto con la ecolocalización para percibir el mundo con extraordinario detalle. [37]
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