回声定位是什么?动物和人类世界的定义和例子

回声定位是一种生理过程，某些动物利用回声定位在低能见度区域的物体。这种动物发出的高音声波会在物体上反弹，返回“回声”，并为它们提供有关物体大小和距离的信息。这样，即使在看不见的情况下，它们也能够绘制出周围的地图并导航。

这种技能主要是为夜行动物、深洞动物或生活在海洋中的动物保留的。因为它们生活或猎食的地方光线很少或完全黑暗，它们已经进化减少对视觉的依赖，用声音在脑海中创造出周围环境的图像。动物的大脑已经进化到能够理解这些回声，它会根据特定的声音特征，如音调、音量和方向来导航周围环境或寻找猎物。

根据类似的概念，一些盲人能够通过咔哒咔哒的声音来训练自己使用回声定位。

回声定位是如何工作的?

要使用回声定位，动物首先必须制造某种声音脉冲。通常，这些声音由高音或超声波吱吱声或咔哒声组成。然后，他们会听到周围环境中物体反射的声波的回声。beplay体育官网电脑

蝙蝠和其他使用回声定位的动物是专门针对这些回声的特性进行调优的。如果声音很快返回，动物就知道物体更近了;如果声音更强烈，它就知道物体更大。甚至回声的音高也能帮助动物绘制周围的地图。向它们移动的物体会产生更高的音调，而向相反方向移动的物体则会产生较低的回声。

对回声定位信号的研究发现，使用回声定位的物种之间存在基因相似性。具体来说，虎鲸和蝙蝠在一组与耳蜗神经节发育(一组负责将信息从耳朵传输到大脑的神经元细胞)相关的18个基因中都有特定的变化。

回声定位也不再是大自然的专利了。现代技术借鉴了这一概念，用于潜艇导航的声纳系统，以及用于医学显示身体图像的超声波系统。

动物的回声定位能力

就像人类可以通过光的反射看到东西一样，回声定位动物也可以通过声音的反射“看到”东西。一个人的喉咙蝙蝠它有特殊的肌肉使它能发出超声波，而它的耳朵有独特的褶皱使它们对声音的方向非常敏感。蝙蝠在夜间捕食时，会发出一系列的咔哒声和吱吱声，有时音调高得令人难以置信人耳察觉不到的．当声音到达物体时，它会反弹回来，产生回声，让蝙蝠知道周围的环境。例如，这有助于蝙蝠捕捉飞行中的昆虫。

对蝙蝠社会交流的研究表明，蝙蝠利用回声定位对特定的社会情况做出反应，并区分性别或个体。野生雄蝙蝠有时只根据它们的回声定位叫声来辨别接近的蝙蝠，在听到雌蝙蝠的回声定位叫声后，会对其他雄蝙蝠发出攻击性的叫声和求爱的叫声。

有齿鲸,像海豚抹香鲸利用回声定位技术在深海黑暗浑浊的水域中导航。回声定位海豚和鲸鱼通过它们的鼻腔推送超声波，将声音发送到海洋环境中，以定位和区分近或远的物体。beplay体育官网电脑

的抹香鲸的头部是动物王国中发现的最大的解剖结构之一，它充满了鲸脑(一种蜡质物质)，可以帮助声波从它头骨中的巨大板上反弹回来。这种力量将声波聚焦成一个狭窄的波束，以便在60公里的范围内进行更精确的回声定位。白鲸使用他们额头上又软又圆的部分(称为“瓜”)回声定位，聚焦信号类似抹香鲸。

人类的回声定位能力

回声定位最常与蝙蝠和海豚等非人类动物联系在一起，但有些人也掌握了这项技能。尽管他们听不到蝙蝠用来回声定位的高音超声波，但一些盲人已经学会了利用噪音和倾听返回的回声来更好地了解周围的环境。人类回声定位实验发现，接受过“人声纳”训练的人，如果发射的光谱频率更高，可能会表现出更好的性能和目标探测能力。其他人发现，人类的回声定位实际上激活了视觉大脑。

也许最著名的人类回声定位仪是丹尼尔基士他是世界盲人接入组织的主席，也是人类回声定位方面的专家。基什从13个月大的时候就失明了，他通过嘴的咔哒声来导航，听周围物体和表面反射的回声。他在世界各地教授其他人使用声纳，并在提高人们对人类回声定位的认识和激发科学界的关注方面发挥了重要作用。在接受史密森尼杂志的采访， Kish描述了他在回声定位方面的独特经历:

闪光。你确实会得到一种连续的视觉，就像你用闪光灯照亮一个黑暗的场景一样。每一次闪光，它都变得清晰和聚焦，就像一种三维的模糊几何。它是3D的，它有3D视角，它是一种空间感和空间关系。你有了结构的深度，你有了位置和尺寸。你对密度和纹理也有很强的感觉，这有点像闪光声纳的颜色。