Akustisches Sehen: Forscher bringt Menschen Echo-Ortung bei

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.