[打听，视觉] 人类“听音辨物”、“回声定位”、“闪光声呐”及其实证研究进展

回声定位： echolocation

视力正常的人： sighted person

枕叶皮层： occipital cortex

功能性磁共振成像： functional magnetic resonance imaging, fMRI

闪光声呐： FlashSonar

丹尼尔·基什： Daniel Kish, 1966-03-19 ~

布赖恩·布什韦： Brian Alan Bushway, 1982-06-28 ~

图1  丹尼尔·基什 Daniel Kish, logo-46.jpg

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https://www.neoteo.com/ecolocalizacion-daniel-kish-batman/

图2  布赖恩·布什韦 Brian Alan Bushway, 2019-02-23-10.34.13.jpg

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https://plutopia.io/brian-bushway-seeing-with-sound/

2011-05 时，基什（Daniel Kish）44岁；

布什韦（Brian Alan Bushway）28岁。

https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20115271725415517147.shtm

   丹尼尔·基什（Daniel Kish）和布赖恩·布什韦（Brian Alan Bushway）都是盲人，却可以通过“听音辨物”的方法自如行动，甚至远足、骑山地自行车。

   虽然看不到世界，但两人都会利用声波定位，也就是通过舌头碰撞上颚发出声音，根据回声判断物体的位置、距离、大小、形状甚至质地。基什把这种他自创的回声定位方法称为“闪光声呐 FlashSonar”。

   塞勒（Lore Thaler）猜测，每个人可能都有听声辨物的潜在能力，“每个人可能都能学着做这件事，一些人会比另一些人更擅长”。（来源：新华网 荆晶）

https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20115271725415517147.shtm

https://news.ifeng.com/c/7faBStYIA06

   基什和布施威都学会了利用声纳来定位。他们用舌头发出咔哒声，然后用耳朵听这些声音碰到物体后的回声，这样便可以像海豚和蝙蝠那样用声音“看”世界。也有其他的一些人可以用回声定位，他们有些是像布施威那样在比较大的时候学会的，有些则和基什一样在很小的时候就掌握了这种本领，这些人或用手杖这样的小道具发出声音，或直接用舌头发出咔哒声。

   来自西安大略大学的劳尔•泰勒（Lore Thaler）等人做了这方面的研究，他们发现布施威和基什处理这些回声时用到的是大脑与视觉相关的部分，而非与听觉有关的部分。

   在布施威和基什的脑中，还有其他的变化。布施威听到回声时，他的距状裂皮质——一般处理视觉信息的区域，变得活跃，基什的表现甚至更强。当他们听到移动的目标传回的回声时，他们大脑与运动有关的区域表现出活性。而两个视力正常的志愿者均没有这些表现，对他们来讲，这些声音只是噪音而已。

https://news.ifeng.com/c/7faBStYIA06

   Brian Bushway ... was one of the few blind persons after Daniel Kish to earn his COMS (Certified Orientation & Mobility Specialist) National Certification. 是继 Daniel Kish 之后为数不多的获得COMS（认证定向和移动专家）国家认证的盲人之一。

https://www.brianbushway.com/

参考资料：

[1] 科学网，Melvyn A. Goodale，PLoS，2011-05-27，研究初步揭开“听音辨物”之谜

https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20115271725415517147.shtm

[2] Lore Thaler, Stephen R. Arnott, Melvyn A. Goodale. Neural Correlates of Natural Human Echolocation in Early

and Late Blind Echolocation Experts [J]. PLOS ONE, 2011, 6(5): e20162.

doi:  10.1371/journal.pone.0020162

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0020162

https://journals.plos.org/plosone/article/file?id=10.1371/journal.pone.0020162&type=printable

[3] 科学网，Olivier Collignon PNAS，2011-03-20，某些先天性失明盲人能通过声音感知空间 大脑具有惊人的可塑性 

https://news.sciencenet.cn/htmlpaper/201132018245193915646.shtm  

[4] Olivier Collignon, Gilles Vandewalle, Patrice Voss, Geneviève Albouy, Geneviève Charbonneau, Maryse Lassonde, Franco Lepore. Functional specialization for auditory–spatial processing in the occipital cortex of congenitally blind humans [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2011, 108(11): 4435-4440.

doi:  10.1073/pnas.1013928108

https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.1013928108

[5] 搜狐，2017-10-11，Daniel Kish：用耳朵看世界的盲人

https://www.sohu.com/a/197551862_656557  

   Daniel Kish在十三个月大的时候，因得视网膜癌所以必须移除双眼视网膜。当他走进一个房间时，是看不见任何事物的，但是他的耳朵给了他一个360度的全方位视角。他可以用一种叫做” 人类回声知觉空间布局”( human echolocation)的方式感受周遭的环境，他弹动舌头后听声音在周遭物体上反弹的回声来判断环境，这与蝙蝠跟海豚用的方式一样，几乎是一种超能力。即使看不见东西，这个能力也能使他跟正常人一样独自骑单车，爬树，露营。他目前是盲人无障碍世界组织(World Access for the Blind)的总裁，他已经教超过500位眼睛看不见的儿童如何利用人类回声知觉空间布局的能力。

[6] 搜狐，果壳，2017-11-17，盲人能像蝙蝠那样，用声纳来定位吗？这个人做到了！

https://www.sohu.com/a/204991987_119097

[7] 凤凰网，2017-11-17，盲人能像蝙蝠那样，用声纳来定位吗？

https://news.ifeng.com/c/7faBStYIA06  

[8] Science, 2014-11-11, How blind people use batlike sonar

https://www.science.org/content/article/how-blind-people-use-batlike-sonar

[9] National Geographic, 2011-05-26, The brain on sonar – how blind people find their way around with echoes

https://www.nationalgeographic.com/science/article/the-brain-on-sonar-how-blind-people-find-their-way-around-with-echoes/  

[10] Daniel Kish - Visioneers.org

https://visioneers.org/daniel-kish/

   Daniel Kish was born in March, 1966 in Montebello, California. Diagnosed with retinoblastoma, which is an aggressive cancer of the retina, he lost one eye and then the other by the age of 13 months.

[11] Brian Bushway – Seeing beyond sight

https://www.brianbushway.com/

[12] Brian Alan Bushway - EverybodyWiki Bios & Wiki

https://en.everybodywiki.com/Brian_Alan_Bushway

   Having learned the ability to see with sound by the age of sixteen, expert echolocator, Brian Alan Bushway (born June 28, 1982 in Mission Viejo,California)[1] is a globally recognized diversity, inclusion, and accessibility (DIA) pioneer,[2] certified orientation and mobility (O&M) instructor,[3] keynote speaker, businessman, employment accessibility leader, media production consultant, and musician.[4]

[13] 科普中国，2021-12-31，回声定位法

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=339102

原理

   科学家称，“回声定位法”的原理是当盲人的舌头发出响亮的声音，声波撞到前方物体上后，回声会反馈到盲人的耳朵中，从而使他们能够分辨前方物体的大小、形状和距离，对于回声信息的处理可以让盲人“看见”前方的物体。大脑对这一回声信息的处理方式和正常人通过眼睛视物的处理方式有点类似，只不过学会“回声定位法”的盲人是通过回声在大脑中形成物体，而普通人是通过射入视网膜的光线在脑海中形成物体。

   英国《星期日泰晤士报》网站10日报道，盲人的听力通常更加敏锐，有证据显示，经过培训，他们能利用听力解读回声、进而在脑中形成一系列详细形象，包括物体距离、甚至大小和密度等。

   支持这一理论的人把这称为“人回声定位术”。他们说，盲人借助手杖能确定路上的障碍物，而回声定位术能让盲人“360度看到”周围环境。经过培训后，盲人运用这种方法由听到回声时间判断物体距离；由左耳先听到还是右耳先听到判断物体方位；由回声强度判断物体大小；由回声音调判断运动物体前进方向，比如当物体背向盲人运动时，回声音调较低。这种方法正在英国格拉斯哥试行。10名年龄从5岁到17岁不等的失明少年儿童学习如何制造声音和解读回声。他们要学会抗干扰，即使在喧闹市区地铁中也能运用“人回声定位术”确立对周围环境详细印象。

   用途

   一些盲人已利用这种方法使生活大为改观。《星期日泰晤士报》说，一批试用“人回声定位术”的美洲失明人士已能通过解读回声音质，区分人、树、建筑和静止车辆。一些盲人说，他们已能靠听辨回声确定周围约30米内物体高度、密度和形状。

   美国41岁的失明男子丹·基什是其中一员。基什说，他学得“人回声定位术”后，不仅能在公共道路上骑自行车，还能仅凭听声区分树上果实种类。

   基什2007年从美国加利福尼亚州来到英国格拉斯哥，促成格拉斯哥失明孩子学习“人回声定位术”。基什说，学生们因这种方法而更加自由。“学生们几乎均变得更自信、更敏捷、更乐于参加活动。他们心态更加积极，认为主导自己生活的能力变强，不再像原先那样需要他人帮助。”

   格拉斯哥项目得到当地慈善组织“能见度”帮助。这个组织负责人菲奥纳·桑福德说：“4名弱视成年人接受训练后，已能把这套方法传给孩子。我们希望更多成年人学到这种方法。”

相关链接：

[1] 2023-04-20，[笔记] 小蝙蝠亚目的蝙蝠，则可以使用视力和回声定位能力

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1385008.html

[2] 2023-02-20，[好奇] 猪有没有“回声定位”能力？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1377112.html

[3] 2023-02-19，[请教] 同时使用“声波”、“光波”（回声定位、眼睛视觉）定位的动物都有哪些？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1376967.html

[4] 2024-08-02，[讨论，笔记] “多信使相对论”（广义相对论）：电力透镜、静电洞

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1444881.html

[5] 2024-03-27，从前（3）：“多信使相对论”（狭义相对论）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1427171.html

[6] 2023-04-21，[阅读笔记] “多信使”天文学

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1385142.html

[7] 2024-08-11，[请教，说明] 最主流：广义相对论的进一步发展

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1446076.html

[8] 2024-08-21，[讨论，笔记] 什么是真正的“广义相对论 general relativity”？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1447605.html

[9] 2024-08-22，[小资料，笔记] 福克院士 1955著作《空间、时间和引力理论》的目录

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1447771.html

[10] 2024-03-17，[讨论，最主流] 关于宏观物理学“新理论”有效性判断的一些看法（初稿）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1425717.html

[11] 2024-07-18，[请教] 《物理学》里光子（光量子）能量 E=hν 精确成立的条件是什么？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1442847.html

[12] 2024-03-28，[打听，笔记，讨论] 感觉、双眼视觉、物理学参照系的数量

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1427332.html

[13] 2024-08-16，[笔记，物理，哲学] 时间、空间的基本特征

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1446882.html

[14] 2022-08-04，[科普小资料，复习] 人脑的左右脑功能；思维的分类；多元智力理论

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1349942.html

[15] 2024-07-02，[偶感，随笔，科普] 抽象（逻辑）思维的局限性（关联：丘奇-图灵论题 The Church-Turing thesis

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1440701.html

[16] 2010-08-27，11年前的记忆：人脑复杂性的估计及其哲学意义

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-356704.html

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