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Akustisches Sehen: Forscher bringt Menschen Echo-Ortung bei

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Verfügt der Mensch über ein eingebautes Sonar, kann er also Geräusche zur Orientierung einsetzen - so wie Delfine oder Fledermäuse? Ja, behauptet ein spanischer Forscher, der zehn Studenten trainiert hat. Nach mehreren Wochen konnten seine Probanden mit verbundenen Augen Objekte erkennen.

Sehen, Hören, Riechen, Schmecken, Tasten - wir verfügen über fünf Sinne, um die Welt um uns herum wahrzunehmen. Doch mancher Mensch kann noch mehr: Die einen lassen sich einen Magneten in den Finger implantieren, um elektromagnetische Felder fühlen zu können. Andere trainieren ihre Ohren so gut, dass sie damit sehen können, als wären sie Fledermäuse oder Delfine.

Der spanische Wissenschaftler Juan Antonio Martínez hat die sogenannte Echo-Ortung jetzt in einer Studie mit zehn Probanden untersucht. Martínez konnte dabei zeigen, dass Menschen die von einem Stuhl, einem Haus oder einem Auto reflektierten Schallwellen nutzen können, um Rückschlüsse auf das Objekt selbst zu ziehen. Dazu seien allerdings einige Wochen Training erforderlich, schreibt der Forscher von der Universidad Alcalá de Henares im Fachblatt "Acta Acustica united with Acustica" (95,S. 325-330).

Das Prinzip der Echo-Ortung ist einfach: Von einem Punkt werden Wellen ausgesandt - dies können Schall- aber auch Radarwellen sein. Die Wellen treffen auf Hindernisse und werden an ihnen reflektiert, gebrochen oder absorbiert. Aus den reflektierten Signalen berechnet dann der Computer eines Sonargeräts, wie der Meeresboden beschaffen ist - hilfreich um beispielsweise Schiffswracks aufzuspüren oder abgestürzte und versunkene Flugzeuge zu finden. Satelliten können anhand des Radarechos ein detailliertes Relief der Erdoberfläche erstellen und so sogar minimale Veränderungen nach Erdbeben nachweisen.

Offenbar kann das menschliche Gehirn reflektierte Schallwellen ganz ähnlich analysieren: "Unter bestimmten Umständen können wir Menschen es bei der Echo-Ortung durchaus mit Fledermäusen aufnehmen", sagt Martínez und verweist auch auf bekannte blinde Personen wie Daniel Kish und Ben Underwood, die sich das Sehen mit den Ohren selbst beigebracht haben. Underwood, ein inzwischen verstorbener Junge aus der US-Stadt Sacramento, konnte trotz fehlender Augen Fahrrad fahren, Inline skaten und Basketball spielen - siehe Video unten.

Wegen einer Krebserkrankung mussten ihm beide Augen im Kleinkindalter entfernt werden. Ein Jahr nach der Operation verblüffte er seine Mutter, als er anhand der Geräusche registrierte, wenn sie mit dem Auto an einem großen Gebäude vorbeifuhr. Um trotz fehlender Augen sehen zu können, erzeugte Underwood mit seiner Zunge regelmäßig Knackgeräusche, die Ohren nahmen das Echo auf. Er konnte nach eigener Aussage Schreibtische im Klassenzimmer und Gegenstände auf der Straße erkennen - er sah sogar einen Basketball auf sich zurollen. Anfang 2009 starb Underwood im Alter von 16 Jahren - der Krebs hatte endgültig gesiegt.

Der spanische Forscher Martínez hat Underwoods Technik nun mit zehn Studenten untersucht. Die Probanden probierten verschiedene Töne und Geräusche aus - und tatsächlich erwies sich das Klicken als besonders effektiv. "Der nahezu ideale Ton ist der Gaumenklick", sagt der Wissenschaftler. "Er entsteht, wenn man die Zungenspitze an den Gaumen unmittelbar hinter den Zähnen drückt und dann schnell nach hinten bewegt."

Das auf diese Weise erzeugte Klicken ähnele den Tönen, die Delfine erzeugten, erklärt der Wissenschaftler. Allerdings kommen die Meeressäuger auf etwa 200 Klicks pro Sekunde, während ein Mensch höchstens drei oder vier schafft. Mehr seien auch nicht sinnvoll: "Unser Gehirn kann Echos einer Klicksequenz mit Abständen unterhalb 0,25 Sekunden nicht gut verarbeiten."

Die präzise menschliche Echo-Ortung sei ein Scanning-Prozess, erklärt Martínez im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. "Man muss seinen Kopf bewegen, um Teile eines Objekts zu erkennen und um seinen Aufbau und seine Form zu erkennen." Für kleinere Objekte seinen ein bis zwei Meter ein guter Abstand, größere könnten auch aus zehn Metern gut wahrgenommen werden. Dabei handele es sich aber um eine Faustregel, betont er, auch Form und Material des Objekts spielten eine Rolle.

Delfine schaffen 200 Klicks pro Sekunde

Nach Aussagen des Forschers kann im Prinzip jeder Mensch die Echo-Ortung erlernen. "Zwei Stunden Training pro Tag für einige Wochen reichen, um zu erkennen, ob sich vor einem ein Objekt befindet." Nach zwei weiteren Wochen Training könne man den Unterschied zwischen einem Baum und einem Fußweg erkennen. Mit der Zeit konnten die zehn Probanden sogar geometrische Formen von Objekten "hören" - ganz ähnlich wie ein Sonar in der Schifffahrt.

Als Einstieg für alle, die sich in der Echo-Ortung versuchen wollen, empfiehlt Martínez den Sch-Laut, mit dem man anderen üblicherweise signalisiert, still zu sein. Einen vor dem Mund bewegten Stift könne man schnell erkennen, erklärt er. Danach solle man das Gaumen-Klicken erlernen.

Das Team des spanischen Forschers hat auch versucht, mögliche Grenzen der menschlichen Echo-Ortung aufzuspüren. "Die ersten Ergebnisse deuten an, dass die Detailauflösung diese Methode sogar mit dem Sehsinn mithalten könnte."

Man stehe erst am Anfang der Erforschung der Echo-Ortung, betonen die Wissenschaftler. Die Methode könne nicht nur Blinden helfen, ihre Umgebung zu sehen, sondern auch Feuerwehrmännern, um durch Rauch zu schauen, oder Wanderern, die sich im dichten Nebel verirrt hätten.

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Forum - Diskussion über diesen Artikel
insgesamt 25 Beiträge
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1. Die Grenzen erforschen
gloton7, 03.07.2009
Wir sind göttliche Wesen. Ebenso wie Pflanzen und Tiere. Wir sind mit allem verbunden. Wir sollten uns von niemanden klein machen lassen. Weder von der Kirche noch von den Psychologen noch von den Bänkern oder von den Politikern. Glaubt nichts was uns klein machen soll. Erforscht unsere Grenzen. Findet Eure Göttlichkeit über die Seele heraus, denn sie ist der göttliche Kern. An die Seele kommt ihr über Euer Gewissen, über das demütige Singen, über Träume und mit dem Wachträumen nach Rundatmen. Von dort aus kommen die Gedanken und Gefühle. Immer mehr werdet Ihr begreifen, dass Ihr Körper habt und Seele seid. Ihr entdeckt immer mehr von Eurer Intuition. Ein Glücksgefühl durchströmt Euch, wenn Ihr diese Erkenntnisse sammeln dürft. Geht an die Grenzen! Sucht Gott in Euch!
2. Nur ein Ping !
Neurovore 03.07.2009
Zitat von gloton7Wir sind göttliche Wesen. Ebenso wie Pflanzen und Tiere. Wir sind mit allem verbunden. Wir sollten uns von niemanden klein machen lassen. Weder von der Kirche noch von den Psychologen noch von den Bänkern oder von den Politikern. Glaubt nichts was uns klein machen soll. Erforscht unsere Grenzen. Findet Eure Göttlichkeit über die Seele heraus, denn sie ist der göttliche Kern. An die Seele kommt ihr über Euer Gewissen, über das demütige Singen, über Träume und mit dem Wachträumen nach Rundatmen. Von dort aus kommen die Gedanken und Gefühle. Immer mehr werdet Ihr begreifen, dass Ihr Körper habt und Seele seid. Ihr entdeckt immer mehr von Eurer Intuition. Ein Glücksgefühl durchströmt Euch, wenn Ihr diese Erkenntnisse sammeln dürft. Geht an die Grenzen! Sucht Gott in Euch!
Habe gerade einige Klicks in mich emittiert, aber nichts Gottähnliches gefunden. Nur die üblichen Organe und ein paar vermisste Buntstifte...
3. Nicht überraschend
Jörn Bünning 03.07.2009
Es ist doch nicht verwunderlich, dass der Mensch über Fähigkeiten verfügt, die auch viele andere Säugetiere besitzen. Die Verarbeitug akustischer Signale gehört schließlich zu den aufwendigsten Prozessen im menschlichen Gehirn. (Man muss ja auch nicht gleich auf Gott lauschen.) Verwunderlich ist eher die Tatsache, dass dieses Hör-Potenzial bei der Blindenschulung so wenig Beachtung findet. Im Vergleich zu den immens aufwendigen und ergebnisschwachen Versuchen, das Sehen über neuronale Chips, Gehirnelektroden und Rechner wieder zu erlangen, erscheint mir dieses "Radar"-Training des menschlichen Gehörs ein vielversprechender Ansatz.
4. ....
retmar 03.07.2009
Zitat von NeurovoreHabe gerade einige Klicks in mich emittiert, aber nichts Gottähnliches gefunden. Nur die üblichen Organe und ein paar vermisste Buntstifte...
Bitte weitersuchen! Es sei denn, Sie sind in der Lage bei einem 1000er Puzzle auf das ganze Bild zu schließen, weil Ihnen zehn Teile bekannt sind. Bei der Suche sollten auch unorthodoxe Fragen berücksichtigt werden: - Hat sich der Darm auch so entwickelt wie er ist, um Blähungen zu erzeugen? - Können nach dem Haare schneiden Phantomschmerzen entstehen? oder - Welche Farben hatten die Buntstifte? ;)
5. Nicht wirklich
Hador, 03.07.2009
Zitat von Jörn BünningEs ist doch nicht verwunderlich, dass der Mensch über Fähigkeiten verfügt, die auch viele andere Säugetiere besitzen. Die Verarbeitug akustischer Signale gehört schließlich zu den aufwendigsten Prozessen im menschlichen Gehirn. (Man muss ja auch nicht gleich auf Gott lauschen.) Verwunderlich ist eher die Tatsache, dass dieses Hör-Potenzial bei der Blindenschulung so wenig Beachtung findet. Im Vergleich zu den immens aufwendigen und ergebnisschwachen Versuchen, das Sehen über neuronale Chips, Gehirnelektroden und Rechner wieder zu erlangen, erscheint mir dieses "Radar"-Training des menschlichen Gehörs ein vielversprechender Ansatz.
Das ist IMO nicht besonders verwunderlich, denn sind wir doch mal ehrlich: Selbst wenn diese Echo-Ortung bei allen gleich gut Menschen funktioniert, wirklich alltagstauglich ist es nicht. Laufen sie doch mal durch eine Fussgängerzone in einer x-beliebigen deutschen Großstadt. Oder entlang einer normal befahrenen Straße. Wie soll ein Blinder bei diesem Hintergrundlärmpegel die Echos seiner Klick-Laute hören? Das dieses Verfahren im Prinzip funktioniert finde ich nicht besonders überraschend, da überrascht mich eher schon das angebliche Auflösungsvermögen dieser Technik, aber wie gesagt ausserhalb eines relativ ruhigen Zimmers sehe ich nicht, dass dies besonders viel bringt.
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