La capacidad de percibir el mundo más allá de los cinco sentidos tradicionales fue un tema de fascinación científica recurrente. Si bien la visión, el olfato, el gusto, el tacto y el oído conforman los pilares sensoriales de la experiencia humana, numerosas investigaciones sugirieron que el cerebro puede adaptarse de formas sorprendentes y abrir nuevas vías de percepción.
En esta sintonía, los humanos pueden entrenarse para identificar formas tridimensionales y detectar movimiento en la oscuridad utilizando ecolocalización, una habilidad típicamente asociada con los murciélagos, según reveló un estudio japonés publicado en la revista PLoS One y difundido por Popular Mechanics. Esta investigación demostró que las personas pueden usar ondas sonoras reflejadas para localizar objetos y percibir su geometría.
Este hallazgo, liderado por la doctora Miwa Sumiya del Centro de Información y Redes Neuronales en Osaka, representó el primer estudio que explora la ecolocalización de variación temporal en humanos, una capacidad que va más allá de la simple localización de objetos para incluir la percepción de formas y movimiento.
La ecolocalización como un sentido al alcance humano
Los murciélagos utilizan ondas sonoras de alta frecuencia que oscilan entre 9 kHz y 200 kHz para navegar en la oscuridad. Estas ondas rebotan en los objetos y regresan a diferentes intervalos de tiempo, lo que proporciona información detallada sobre la geometría, textura y movimiento de los elementos en su entorno.
Por su parte, los humanos, con un rango auditivo limitado de 20 Hz a 20 kHz, parecían estar naturalmente excluidos de esta capacidad. Pero el equipo de Sumiya desarrolló un método innovador para superar esta limitación fisiológica.
“Examinar cómo los humanos adquieren nuevas habilidades sensoriales para reconocer entornos con sonidos, o ecolocalización, puede llevar a la comprensión de la flexibilidad de los cerebros humanos”, explicó la investigadora.
Metodología experimental para recrear el mundo sonoro
El experimento involucró a 15 participantes que utilizaron un sistema sofisticado de tabletas y auriculares. Una tableta generaba señales sintéticas de ecolocalización, mientras que la otra reproducía los ecos grabados. En una habitación separada, invisible para los participantes, se colocaron dos cilindros con formas peculiares cuyas secciones transversales se asemejaban a ruedas de bicicleta con cuatro u ocho radios.
A su vez, el desafío técnico principal consistía en hacer audibles para los humanos las señales de alta frecuencia. Las señales sintéticas de ecolocalización incluían frecuencias de hasta 41 kHz, muy por encima del rango auditivo humano. Para resolver esto, los investigadores emplearon una cabeza artificial, que grababa los sonidos en la segunda habitación.
Según detalló el medio Popular Mechanics, las señales se procesaban de manera binaural, similar al sonido envolvente de un cine, y se reducían a un octavo de su frecuencia original para que los participantes pudieran escucharlas con la sensación de escuchar sonidos espaciales reales en un espacio 3D, según explicaron los científicos.
Identificación exitosa de movimiento y forma
Los participantes demostraron una capacidad notable para identificar si los cilindros estaban en rotación o permanecían estáticos mediante el análisis de las señales de ecolocalización de variación temporal que rebotaban en los objetos en movimiento. La clave residía en escuchar los cambios de tono producidos por la rotación.
Mientras que los resultados mostraron que los participantes podían identificar de manera confiable los dos cilindros diferentes cuando estos se encontraban en rotación. Tuvieron mayor dificultad para distinguir las formas cuando los cilindros permanecían inmóviles.
A pesar de estas limitaciones compartidas, los investigadores consideraron que los hallazgos constituyen evidencia sólida de que los humanos son capaces de interpretar la ecolocalización de variación temporal.
Diferencias con investigaciones previas y futuras aplicaciones
El estudio se distingue de trabajos anteriores que habían demostrado capacidades de ecolocalización bidimensional en personas ciegas. Investigaciones previas mostraron que individuos con discapacidad visual pueden usar sonidos de chasquidos bucales para “ver” formas en dos dimensiones, pero el trabajo de Sumiya representó la primera exploración de la ecolocalización tridimensional que incluye la percepción de movimiento.
La ecolocalización de variación temporal permite a los usuarios no solo localizar un objeto, sino también percibir mejor su forma y movimiento, lo que expande significativamente las posibilidades sensoriales humanas.
Sumiya expresó su esperanza de que esta tecnología pueda ayudar a las personas a percibir su entorno espacial de una manera diferente, particularmente para beneficiar a usuarios con discapacidad visual para que puedan detectar mejor la forma y características de los objetos que los rodean.
Asimismo, el siguiente paso en el abordaje consiste en otorgar libertad de movimiento a los participantes mientras interpretan estas señales de ecolocalización. Esta aproximación imitaría más fielmente las acciones que realizan los murciélagos al usar ecolocalización, ya que “la ecolocalización es detección ‘activa’”, de acuerdo con Sumiya.
Neuroplasticidad y adaptación cerebral
El fenómeno observado en el estudio se relaciona con la capacidad conocida como reutilización neural o repropósito neural, mediante la cual el cerebro se adapta y potencia los sentidos restantes cuando se pierde uno. Algunas personas ciegas pueden desarrollar la habilidad de usar ecolocalización bidimensional mediante sonidos de chasquidos bucales.
Una porción del cerebro, la corteza visual primaria ubicada en el lóbulo occipital, puede reestructurarse para tratar los ecos resultantes de los chasquidos como estímulos visuales. En esencia, el cerebro puede “ver” los ecos cuando rebotan y usar el sonido para ayudar a una persona a reconstruir el espacio y los objetos que la rodean.