Всего за 10 недель вы можете обучиться «видеть» окружающее пространство с помощью звука. Да-да, как дельфины и летучие мыши!

Полезная инструкция о том, как освоить уникальный навык эхолокации

«Некоторые люди обладают настоящей сверхспособностью — подобно Сорвиголове из комиксов Marvel, они могут использовать звук, чтобы «видеть»», — так начинается вышедший в конце октября текст в издании IFLScience. В нем рассказывается об исследовании, еще летом опубликованном британскими учеными в журнале Cerebral Cortex. В последние месяцы оно активно обсуждалось на страницах самых разных медиа, от научно-популярного журнала Scientific American до телеканала CBC. Авторы статьи показали, что потенциально любой человек может использовать эхолокацию, чтобы ориентироваться в пространстве. Более того, они продемонстрировали, что обучиться этому умению (или как минимум достичь серьезного прогресса) можно всего за 10 недель. «Медуза» связалась с соавтором статьи профессором Даремского университета Лорой Тайлер и подготовила инструкцию о том, как освоить умение использовать звук для ориентации в пространстве с закрытыми глазами (или в полной темноте).

Для начала поверьте — человек действительно может научиться эхолокации (как бы невероятно это ни звучало!)

Говоря об эхолокации в живой природе, люди обычно вспоминают летучих мышей и китов. Между тем ученым уже очень давно известно, что человек может сам, без каких-либо приборов, использовать эхо для ориентации в пространстве.

«В 1749 году французский философ Дени Дидро описал слепого знакомого, который мог определять местонахождение безмолвных объектов и оценивать расстояние до них, — рассказывает «Медузе» профессор Даремского университета Лора Тайлер, соавтор работ по эхолокации. — Сейчас это считается первым опубликованным описанием использования эхолокации человеком».

О каком труде идет речь?

Об одном из ранних текстов Дидро, который в русском переводе озаглавлен «Письмо о слепых, предназначенное зрячим». В нем философ рассуждал о значении зрения для восприятия мира и образа мышления людей. В частности, автор описал некоего «слепорожденного из Пюизо», который вел вполне самостоятельную жизнь, несмотря на невозможность видеть.

«Наш слепой так правильно реагирует на шум или на голос, что, без сомнения, упражнение в этом может сделать слепых очень ловкими и очень опасными, — писал Дидро. — В молодости у него была стычка с одним из братьев, окончившаяся для последнего довольно плачевно. Раздосадованный на брата из-за каких-то его неприятных замечаний, он схватил первый попавшийся под руку предмет, бросил в него, попал ему прямо в лоб, и тот упал».

Впрочем, в современном смысле научные доказательства появились много позже — в середине XX века. Так, в декабре 1944 года отец самого термина «эхолокация», американский биофизик Дональд Гриффин, опубликовал в журнале Science статью «Эхолокация у незрячих людей, летучих мышей и радаров».

»Серия экспериментов, проведенных в Корнелльском университете в 1940-х — 1950-х годах, подтвердила, что незрячие люди [для ориентации в пространстве] действительно прислушиваются к эху собственных шагов и других производимых ими звуков, отраженных от стен и других поверхностей вокруг», — продолжает Лора Тайлер.

Описания людей, овладевших искусством эхолокации, можно найти и в медиа. Так, в 2017 году журнал Scientific American писал о Дэниеле Кише, основателе некоммерческой организации World Access for the Blind (WAFTB). Будучи слепым с раннего детства, он настолько успешно научился использовать эхо для ориентации в пространстве, что смог освоить езду на велосипеде.

А совсем недавно, в ноябре 2024 года, научный журналист CBC Боб Макдональд в своем блоге рассказал, как в 1980-е встретил некоего Джеффа Эдена, сотрудника Канадского национального института слепых в Торонто. Эден мог самостоятельно передвигаться по коридорам и парковке возле института без трости, прислушиваясь к эху позвякивания своих ключей.

Так умеют только незрячие?

Нет. Хотя в своем обзоре 2014 года группа ученых во главе с психологом из Кембриджского университета Эндрю Колариком писала, что «в среднем незрячие люди являются лучшими эхолокантами, чем зрячие». При этом они ссылались на работы разных авторов, в том числе на статью Лоры Тайлер 2011 года, опубликованную в журнале PLOS One.

Впрочем, в статье 2021 года Тайлер отмечала, что до сих пор неизвестно, способствует ли слепота сама по себе развитию навыков к эхолокации или дело в том, что незрячие, использующие этот способ ориентирования в пространстве, просто имеют куда больше опыта, а следовательно, достигают больших успехов.

На всякий случай освежите в памяти, как работает эхолокация

Если коротко, эхолокация — это способность использовать звук, который отражается от предметов (то есть, собственно, само эхо), для того, чтобы получать информацию об этих предметах.

Именно так ориентируются в пространстве и ищут добычу летучие мыши. Они издают звуки и прислушиваются к их отражению от препятствий и потенциальной добычи. То же самое может делать и человек.

«С точки зрения физики, эхолокация [у людей] работает так же, — поясняет «Медузе» Лора Тайлер. — Просто человек [в отличие от летучих мышей] использует диапазон частот, воспринимаемый его слухом».

Потренируйтесь в щелканье языком

Чтобы ориентироваться по эху, необходимо сначала издать какой-то звук, который и будет отражаться от окружающих предметов. Потенциально он может быть любым: звон монет в кармане, щелчки пальцами, хлопки. Как уже говорилось выше, Джефф Эден из Канадского института слепых использовал звон ключей.

Один из самых известных специалистов по человеческой эхолокации Дэниэл Киш использует щелчки языком (есть видео, как он по эху от них обнаруживает яхту более чем в десятке метров от себя). Этот же звук использует группа британских исследователей, в которую входит Лора Тайлер. В подготовленных ими презентационных материалах ученые поясняют преимущества этого звука для эхолокации.

• Источник звука находится на уровне головы и эхо от него хорошо выявляет высоко расположенные препятствия.
• Источник звука расположен как раз между ушами, что позволяет лучше ориентироваться в пространстве.
• В отличие от хлопков, щелчков пальцами и звона ключами, такой способ оставляет руки свободными (к примеру, чтобы что-то нести или держаться за руль велосипеда, как это делает Дэниэл Киш).
• Щелчки языком не мешают дыханию.
• Громкость и высоту щелчков можно менять в зависимости от обстановки и уровня окружающего шума.

Как поясняют ученые, щелчки должны быть звонкими и короткими. «Звонкие щечки создают более громкое эхо, — пишут они. — Людям легче воспринимать более громкие отзвуки, так что, издавая более яркий щелчок, вы сможете обнаружить больше деталей [окружающего пространства]».

Если вы сомневаетесь, что издаваемые вами щелчки правильные, вы можете сравнить их с примерами, которые ученые выложили в сеть (раз, два и три). При этом важно помнить, что звуки, издаваемые разными людьми, в любом случае будут немного отличаться друг от друга.

Начните с базового упражнения на определение препятствия

В своих экспериментах по обучению эхолокации Лора Тайлер и ее коллеги использовали особое оборудование, специально разработанное, чтобы не только тренировать людей, но и объективно оценивать их успехи.

Можно подробнее?

Конечно. В своей статье 2021 года Тайлер и коллеги подробно описали методологию обучения участников эксперимента. Весь курс состоял из 20 сеансов (длительностью по два—три часа), которые проводились на протяжении 10 недель. Среди заданий, которые предлагались участникам, были:

• Задание на определение размера. Для него ученые использовали специальный шест с прикрепленными к нему дисками разного диаметра (диски можно было менять местами). Испытуемым предлагалось с помощью щелчков определить, какой диск находится в данный момент у их лица — большой или маленький. Схематично установка изображена на иллюстрации к статье.
• Задание на определение положения объекта. Для него ученые использовали шест с прикрепленной к нему прямоугольной панелью, которая могла вращаться по часовой стрелке. Участникам эксперимента предлагалось с помощью эхолокации определить положение прямоугольника (повернут он перпендикулярно полу, параллельно или под углом). Изображение этой установки также можно найти в статье.
• Задание на ориентацию в виртуальном лабиринте. Здесь участникам предлагалось пройти по виртуальному лабиринту, используя записи щелчков ртом и эха от них.

Однако команда также выложила в сеть презентацию с более простыми упражнениями, не требующими специальных приспособлений. «Люди могут легко тренироваться самостоятельно, — говорит Тайлер в беседе с «Медузой». — Не обязательно делать это в лаборатории. Мы работали там, потому что для исследования было необходимо контролировать акустику помещения. Вам для обучения этого делать не потребуется».

Первое из предложенных учеными упражнений предназначено для того, чтобы натренировать самый базовый навык — умение услышать эхо от находящегося прямо перед вами препятствия. Для этого предлагается использовать пластиковую панель (потенциально ее можно заменить плотной картонкой, деревяшкой, музыкальной пластинкой в обложке, противнем, папкой, книгой большого формата или другим подобным предметом). Кроме того, вам понадобится помощь еще одного человека.

Упражнение состоит в том, что ассистент то подставляет панель очень близко к лицу обучающегося (ученые рекомендуют начать с расстояния в пять сантиметров от носа), то убирает ее. Человек, не открывая глаза и издавая щелчки языком, должен понять, есть ли впереди препятствие. При этом оба участника упражнения не должны разговаривать, так как эхо от произнесенных слов будет сбивать того, кто учится эхолокации. Давать сигнал о новой попытке ассистент может, кладя руку на плечо того, кто тренируется использовать эхолокацию.

Когда человек с закрытыми глазами начнет безошибочно определять, есть ли у него перед носом панель, расстояние до нее можно начать увеличивать, тем самым повышая сложность. При этом разработчики упражнений рекомендуют избегать нескольких частых ошибок.

• Не стоит с самого начала держать панель слишком далеко от человека, который пытается обучиться эхолокации, — это может сделать упражнение слишком сложным.
• Панель нужно держать прямо перед лицом человека, не отклоняя вправо, влево, вверх или вниз.
• Человек, который держит панель, должен стоять сбоку от того, кто учится эхолокации, а не перед ним (иначе эхо от его лица может сбить партнера с толку).

Разбор всех типичных ошибок (и, что еще важнее, фотографии правильного выполнения упражнений) можно найти в презентации по ссылке.

А если ничего не получается?

Если и вы, и ваш партнер все делаете правильно, но с помощью щелчков языком не получается определить, есть ли перед вами препятствие, ученые рекомендуют два варианта:

• Использовать вместо щелчков слова. Эхо от них более явное, поэтому вам может быть проще определить, есть ли препятствие или нет. Если это вам помогло, то потренировавшись таким образом, вновь переходите к щелчкам языком.
• Вместо плоской панели (книги, пластинки) можно использовать миску или кастрюлю. Эхо от щелчка в ней будет слышно намного лучше. Если это сработало, то, потренировавшись так, следует вернуться к упражнению с плоской панелью.

Затем научитесь определять, есть ли препятствие справа или слева от вас

Принцип этого упражнения тот же, что и в первом случае. Только теперь ваш партнер должен будет располагать панель не у вас перед лицом, а справа или слева от вашей головы. Щелкая языком вы, не открывая глаз и не поворачивая головы, должны определить, где находится панель.

Ученые предлагают начинать упражняться на небольшой дистанции — панель должна располагаться где-то в пяти сантиметрах от вашей головы. После того как вы начнете уверенно определять местоположение препятствия на этой дистанции, панель можно будет «отодвигать» подальше.

Здесь ученые также рекомендуют избегать нескольких типичных ошибок.

• Не стоит в самом начале держать панель слишком далеко от головы человека, учащегося эхолокации.
• Панель не надо переворачивать и держать горизонтально.
• Держа панель с одной стороны от человека (к примеру, справа), ассистент не должен стоять с другой стороны (к примеру, слева), иначе эхо может запутать того, кто учится эхолокации.

Разбор всех типичных ошибок при выполнении этого упражнения также можно найти в презентации по ссылке. Если даже при правильном выполнении упражнение вызывает проблемы, то можно прибегнуть к тем же приемам, что и в первом случае — использовать слова вместо щелчков или миску вместо плоской панели.

Когда вы научитесь определять наличие панели перед собой, справа и слева, переходите к более сложному упражнению — поиску препятствия

Это упражнение ученые также предлагают выполнять в паре. Вы закрываете глаза, а ваш партнер держит панель где-то рядом с вами (сверху и слева или справа и чуть ниже вашего лица).

Щелкая языком (и, само собой, не открывая глаза), вы должны понять, где находится препятствие. При этом вы должны поворачивать и наклонять голову в ту сторону, где, как вам кажется, сейчас располагается панель.

В начале препятствие рекомендуется держать сантиметрах в 30 от головы того, кто учится эхолокации. Фотографии правильного исполнения также можно найти по ссылке в презентации ученых.

Чем еще полезны упражнения?

Потенциально с помощью этих упражнений можно научиться определять форму и даже примерный материал, из которого сделано препятствие.

Так, когда вы освоитесь с плоской панелью, ученые рекомендуют перейти к использованию для упражнений сразу нескольких разных по форме предметов (к примеру плоской панели, обычной обеденной тарелки и глубокой тарелки для супа). В этом случае вам предстоит понять не только есть или нет перед вами препятствие, но и какова его форма.

Также можно попеременно использовать препятствия из разных материалов: металлический противень, книга, подушка. В зависимости от материала эхо будет чуть-чуть различаться. Если вам кажется, что с помощью щелчков ртом вам никогда не удастся отличить книгу от подушки — посмотрите, как Дэниэл Киш с помощью щелчком языком определяет форму фасада здания, которое расположено в десятках метров от него.

После этого научитесь определять расстояние до препятствия (это можно делать самостоятельно)

После того как вы научились определять наличие или отсутствие препятствия, а также направление, в котором оно расположено, можно переходить к упражнениям на определение дистанции до объекта.

Для этого, как и в предыдущих упражнениях, можно использовать панель. Тогда вы будете стоять с закрытыми глазами, а ваш партнер — становиться на определенное расстояние от вас и выставлять прямо перед вами панель. Вы же должны, щелкая языком, медленно идти вперед, останавливаясь вблизи препятствия.

Это же упражнение можно выполнять и самостоятельно. Для этого надо встать лицом к стене в нескольких метрах от нее и медленно двигаться к ней, щелкая языком. Цель задания — остановиться возле стены, не наткнувшись на нее. Фотографии правильного исполнения можно найти, опять же, по ссылке в презентации ученых.

Если вы освоили базовый уровень, попробуйте упражнения сложнее

Помимо описанных выше упражнений для развития базовых навыков эхолокации Лора Тайлер и ее коллеги подготовили презентацию с тренировками продвинутого уровня (большую их часть можно выполнять самостоятельно).

• Первое из них — задание на поиск центра комнаты. Оно заключается в том, чтобы встать с закрытыми (или завязанными) глазами между двумя стенами и попытаться занять позицию, которая была бы одинаково далека от них. Для этого нужно щелкать языком и по эху пытаться понять, как далеко вы располагаетесь от каждой стены. Начинать тренировки ученые рекомендуют в узких коридорах, постепенно перенося тренировки во все более широкие помещения.
• Второе упражнение — на ориентацию в движении. Суть в том, чтобы идти по коридору с закрытыми глазами, ориентируясь лишь по эху от щелчков языком, и вовремя свернуть за угол. Как и в первом случае, авторы презентации рекомендуют начинать с узких коридоров, постепенно перенося тренировки во все более широкие помещения.
• Третий уровень — поиск открытой двери. Для выполнения этого упражнения ученые рекомендуют встать примерно в 10 сантиметрах от стены, в которой расположен открытый дверной проем. Далее вы должны, щелкая языком и ориентируясь по эху, найти дверь (начинать движение авторы презентации рекомендуют примерно в полуметре от цели).
• Четвертое упражнение — поиск углов. На первом этапе предлагается подойти к углу комнаты и «акустически исследовать» его, щелкая языком. Когда вы поймете, как именно «звучит» угол, отойдите от него и попытайтесь снова найти, используя эхолокацию. Когда эта задача перестанет представлять для вас сложность, можно попробовать так искать углы в незнакомых помещениях.
• Следующий, пятый, уровень — поиск закрытой двери. Поскольку двери обычно выделяются на фоне стены (как по форме, так и по материалу) то и «звучать» при эхолокации они будут немного по-другому. Именно улавливать это отличие и предлагают авторы презентации, тренируясь у стен с закрытыми дверьми.
• Шестое упражнение — поиск ступенек. Авторы презентации отмечают, что «лестницы звучат иначе, нежели гладкие стены». Именно в этом они предлагают убедиться в ходе этого упражнения — выбрав помещение с подходящей лестницей. Важно, речь идет только о лестницах, ведущих наверх: «эхолокация не подходит для поиска лестниц, которые ведут вниз», пишут ученые.
• После этого, можно переходить к седьмому упражнению, которое называется «Слалом». Для него следует расставить в комнате или на свежем воздухе несколько препятствий (или друзей) и с помощью эха от щелчков языком научиться их обходить. «Хорошее упражнение для друзей и семьи», — уверяют авторы презентации.

Если вы освоили и этот уровень, попробуйте свои навыки в свободном перемещении

Начать ученые предлагают с движения к определенной цели. Выберите ориентир, к примеру, вход в комнату или здание, и «акустически исследуйте», как он звучит.

«Затем отойдите подальше, используя навыки эхолокации и другие навыки ориентирования, — говорится в презентации Лоры Тайлер и ее коллег. — В какой-то момент повернитесь и постарайтесь вернуться назад, используя навыки эхолокации». Для повышения сложности этого упражнения исследователи рекомендуют постепенно уходить от ориентира все дальше и дальше.

После того как вы освоите этот этап, ученые предлагают перейти на следующий уровень. Двигайтесь по тому или иному маршруту, используя эхолокацию, подмечая акустические ориентиры. «Затем пройдите маршрут в обратном направлении, то есть найдите точку, откуда вы начали путь! Попробуйте сделать это с помощью эхолокации», — говорится в презентации.

Наконец, можно перейти к исследованию незнакомых мест и пространств. Так, авторы презентации предлагают, приходя в новое место:

• Сделать несколько щелчков на входе, чтобы «услышать» ближайшую стену, оценить размер помещения и т. д.
• Оказавшись внутри, сделать несколько щелчков, чтобы оценить форму комнаты, «услышать» находящиеся внутри предметы.
• С помощью эхолокации найти углы помещения.
• С помощью эхолокации найти выход из комнаты.

Сколько все это займет?

В своей публикации Лора Тайлер и ее коллеги отметили, что в ходе 10-недельного курса все участники «продемонстрировали явные улучшения в способности к эхолокации». Хотя это и не значит, что все они освоили этот навык полностью.

«В целом люди, как правило, улучшают свои результаты даже за одну сессию. Однако чем больше вы практикуетесь, тем лучше результат. Точно так же, как и с любым другим навыком, например, с игрой в теннис.

Тренируясь, помните о безопасности (особенно в незнакомых помещениях или на открытой местности)

Даже опытные в эхолокации специалисты, такие как Дэниэл Киш, не могут полностью полагаться на эхолокацию и используют трость или собаку-поводыря. Это тем более актуально для тех, кто лишь учится. Для них особенно важно позаботиться о безопасности занятий.

«Мы всегда советуем использовать трость (или собаку-поводыря), потому что эхолокация менее полезна для обнаружения ям и препятствий на уровне земли, — говорит Лора Тайлер в комментарии для «Медузы». — Так что люди могут споткнуться или упасть».

Придумывайте собственные упражнения

Как указывают ученые, все описанные выше упражнения — это «предложения, а не обязательный или исчерпывающий список того, что нужно делать».

Авторы призывают «задействовать воображение, чтобы придумывать все новые и новые упражнения» и «использовать жизнь в качестве тренировочной площадки».

Ну и последнее: а зачем вообще может быть нужен навык эхолокации?

К сожалению, даже освоив эхолокацию, общаться с китами или летучими мышами вы не сможете. Однако это значительно повысит навыки ориентации в пространстве, в том числе в темноте.

«Когда вы осваиваете эхолокацию, вы начинаете куда больше ценить окружающие вас звуки, — говорит Лора Тайлер в комментарии для «Медузы». — Большинство зрячих участников экспериментов находят этот опыт очень вдохновляющим. Помимо этого, упражнения, вероятно, могут помочь в развитии когнитивных способностей (точно так же, как изучение нового языка или обучение вязанию), однако этот вопрос требует отдельных исследований, которых мы пока не проводили».

Кирилл Ольгин