Исследование: обучение эхолокации меняет структуру мозга человека

Исследование Даремского университета от 2021 года показало, что после 10 недель тренировок как слепые, так и зрячие люди могут научиться эхолокации с помощью щелчков. Теперь выяснилось, что меняется физическая структура их мозга.

Хотя эхолокация уже используется многими людьми с нарушениями зрения — иногда с помощью постукиваний тростью вместо щелчков языком — результаты предполагают, что навык может освоить более широкий круг.

Некоторые из исследователей, которые сделали это открытие, вошли в команду, работающую над проектом, в котором рассматривается, как 10 недель тренировок, пройденных 26 участниками, фактически изменили физическую структуру их мозга. В частности, команда проанализировала снимки мозга V1 (первичной зрительной коры, обрабатывающей визуальную информацию) и A1 (первичной слуховой коры, обрабатывающей звуки).

Снимки показали, что у людей с нарушениями зрения и слепых развилась чувствительность к эхо-сигналам в области V1 во время тренировки эхолокации.

«В начальный раз мы демонстрируем функциональные и структурные изменения в первичных сенсорных областях V1 и A1 у людей с нарушениями зрения и слепых, которые во взрослом возрасте обучаются эхолокации на основе щелчков. Эти результаты являются ключевым открытием относительно предыдущими исследованиями, которые выявили пластичность у взрослых людей с нарушениями зрения и слепых главным образом в сенсорных областях высшего порядка», — пишут исследователи.

Предполагается, что слепота или её отсутствие не влияют на способность мозга к адаптации в этом сценарии, а пластичность не зависит от длительных периодов одного вида сенсорной депривации для оттачивания чувствительности мозга в иной области.

Это ещё одно доказательство того, что многие из нас могут научиться эхолокации, если приложат к этому усилия — мозг способен в достаточной степени хорошо адаптироваться (хотя важно отметить, что некоторые специфические структурные изменения различались у слепых и зрячих людей).

«Это убедительно доказывает, что способность первичной сенсорной области (V1) проявлять чувствительность к информации из другой модальности может считаться нормальной характеристикой типичного взрослого человеческого мозга», — отмечают исследователи. 

В дополнение к идее о том, что эхолокация изменяет структуру и нейронные связи мозга, исследователи из США и Великобритании опубликовали в 2025 году в журнале PLOS One исследование, посвященное тому, как 30 миллионов лет эволюции — а не 10 недель тренировок — изменили мозг дельфинов и усатых китов.

Исследователи проанализировали слуховые системы в мозге трёх дельфинов (способных к эхолокации) и одного кита-усача (вида, не способного к ней, но всё же использующего звук для ориентации в темноте).

В мозге животных обнаружилось множество сходств, за одним исключением: у дельфинов была значительно сильнее специфическая связь мозга с мозжечком.

«Хотя нейробиологи раньше считали мозжечок главным образом центром контроля равновесия и двигательных функций (мышц/движений), новые информация убедительно свидетельствуют о том, что он служит интеграционным центром для сенсорной и двигательной информации и, что важно, центром быстрого прогнозирования», — говорит биолог Питер Тайак из Океанографического института Вудс-Хоул в США. В случае дельфинов адаптации затрагивают области мозга, более тесно связанные с осязанием, чем со зрением.