Els humans poden ser entrenats per utilitzar l'ecolocalització per estimar la mida dels espais tancats. Els investigadors de la Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) de Munic demostren ara que el procés d'aprenentatge implica una estreta coordinació entre l'escorça sensorial i motora.
En principi, els humans no necessiten confiar únicament en la visió per orientar-se. Algunes persones cegues fan ús de sons autogenerats per estimar la seva posició i orientació en un espai tancat en relació amb les superfícies reflectores. Poden tocar el terra amb un bastó o produir clics amb la llengua, com fan algunes espècies de ratpenats, i analitzar els ecos per determinar la seva distància a les parets circumdants. Ara, un equip dirigit per Lutz Wiegrebe, professor del Departament de Biologia de l'LMU, ha demostrat que es pot ensenyar a les persones vidents a estimar la mida de l'habitació amb l'ajuda de clics autogenerats. En col·laboració amb la doctora Virginia L. Flanagin del Centre alemany de vertigen i trastorns de l'equilibri del LMU Medical Center, els investigadors van controlar l'activitat en diferents regions del cervell d'onze subjectes vidents i una persona cega mentre executaven una tasca d'ecolocalització. Els resultats van permetre a l'equip analitzar els mecanismes neuronals implicats en l'ecolocalització en humans i apareixeran al nou número del Journal of Neuroscience.
Wiegrebe i els seus col·legues han desenvolupat una tècnica basada en la ressonància magnètica funcional (fMRI), que permet, per primera vegada, controlar el procés d'ecolocalització mitjançant clics de llengua autogenerats. En l'estudi, aquesta configuració es va utilitzar per entrenar subjectes vidents en ecolocalització. Els investigadors van caracteritzar per primera vegada les propietats acústiques d'un edifici real: una petita capella amb superfícies altament reflectants i un llarg temps de reverberació."En efecte, vam fer una fotografia acústica de la capella i després vam poder alterar computacionalment l'escala d'aquesta imatge sonora, cosa que ens va permetre comprimir-la o ampliar la mida de l'espai virtual a voluntat", explica Wiegrebe. Els subjectes experimentals, equipats amb un auricular format per auriculars i un micròfon, es van col·locar a l'escàner de ressonància magnètica. Després es van col·locar dins de l'espai virtual mitjançant els senyals alimentats als auriculars. Els subjectes produïen clics de llengua, i els ecos corresponents a espais virtuals de diferents mides -derivats de la imatge acústica- se'ls reproduïen a través dels auriculars. "Tots els participants van aprendre a percebre fins i tot petites diferències en la mida de l'espai", diu Wiegrebe. A més, van ser més capaços d'avaluar la mida de l'espai virtual quan produïen activament els clics de la llengua que quan se'ls reproduïen. De fet, un dels subjectes experimentals va aprendre a estimar la mida de l'espai virtual en un 4% de la seva mida real.
La configuració utilitzada per a l'experiment també va permetre caracteritzar els mecanismes neuronals implicats en l'ecolocalització amb l'ajuda de l'escàner de ressonància magnètica. "L'ecolocalització requereix un alt grau d'acoblament entre l'escorça sensorial i motora", diu Virginia Flanagin. Les ones sonores generades pels clics de la llengua són reflectides per l'entorn i captades per ambdues orelles, activant així l'escorça sensorial (auditiva). En subjectes vidents, poc després segueix l'activació de l'escorça motora, que estimula la llengua i les cordes vocals per emetre nous clics. Els experiments realitzats amb el participant cec congènit, d' altra banda, van revelar que la recepció dels sons reflectits va donar lloc a l'activació de l'escorça visual. "Que l'escorça visual primària pugui executar tasques auditives és un testimoni notable de la plasticitat del cervell humà", diu Wiegrebe. Els subjectes vidents, en canvi, només van mostrar una activació relativament feble de l'escorça visual durant la tasca d'ecolocalització.
Els investigadors tenen previst desenvolupar un programa de formació dedicat, que permeti a les persones cegues aprendre a fer clic amb la llengua per a l'ecolocalització.
