Vleermuizen zijn een van de weinige diersoorten die kunnen ‘zien’ met geluid. Hun echolokalisatie geeft inzicht in hoe hersenen ruimtelijke informatie verwerken. En dat biedt weer inzicht in het menselijke brein.

Bij mensen, en overigens het gros van de zoogdieren, is waarnemen vooral eenrichtingsverkeer. We nemen licht tot ons met onze ogen en krijgen hierdoor visuele informatie die in onze hersenen verwerkt wordt. Maar wat onze hersenen vervolgens doen met deze informatie, en dan vooral op het gebied van het interpreteren van ruimtelijke informatie, is lastig te onderzoeken.

Hoe vleermuizen waarnemen

Bij vleermuizen gaat het waarnemen net even anders. Die kijken niet alleen, ze produceren ook een geluid (onhoorbaar voor mensen) en luisteren vervolgens naar de weerkaatsing van dat geluid. Zo botsen ze in het donker nergens tegenaan en kunnen ze heel precies prooien lokaliseren tijdens het jagen. Zelfs als die prooien snel bewegen.

In zekere zin is de waarneming bij vleermuizen tweerichtingsverkeer. Het diertje zendt zelf het waar te nemen signaal uit om die vervolgens weer terug te krijgen en te analyseren. Doordat onderzoekers dit signaal kunnen onderscheppen krijgen ze een mooi beeld van hoe het diertje ruimtelijke informatie analyseert en gebruikt om zich een driedimensionaal beeld te vormen van zijn omgeving.

Navigatiesysteem ook voor robots

Het ‘Batlab’ van de John Hopkins Universiteit in Amerika houdt zich primair bezig met het onderzoeken van echolokalisatie bij vleermuizen. Eerder al ontdekten ze daar hoe die echolokalisatie op neuraal niveau werkt. Volgens onderzoekster Cynthia Moss heeft het oriëntatiesysteem van vleermuizen veel gemeen met dat van mensen: “Hetzelfde gebied in de hersenen wordt gebruikt dat bij mensen verantwoordelijk is voor visuele verwerking, ruimtelijke aandacht en beweging van de ogen. Zoals wij onze ogen richten op een aandachtspunt, zo richt een vleermuis zijn ‘geluidsstraal’ op bijvoorbeeld een prooi. Dit gebeurt in precies hetzelfde hersengebied. Het verschil is dat we dankzij de sonar van de vleermuis als het ware in het hoofd van dit diertje kunnen kijken.”

Op dit moment onderzoekt het lab hoe het lokalisatiesysteem van deze fladderaars werkt in complexe omgevingen, en proberen zij dit systeem om te zetten in een gerobotiseerd systeem. Zo’n systeem zou op termijn wellicht kunnen worden toegepast in onbemande, al dan niet vliegende voertuigen, of voor navigatiesystemen voor blinde mensen.

Cynthia Moss et al., Batlab studies echolocation to learn how animals "see" with sound, Science Nation 2017
Batlab website