Tekst: Sara Mati
De deur klikt dicht. Complete duisternis. Ik sta in het magnetische veld van een geluidsdichte ruimte en draag een vreemd uitziende brilmontuur met een spoel, ontworpen om hoofdbewegingen te registreren. ‘Jouw taak is om het geluid zo nauwkeurig mogelijk met je hoofd te volgen’, instrueert Snandan Sharma, terwijl hij de bril op mijn gezicht verstelt. ‘Probeer er niet over na te denken, dit moet net zo snel gaan als een reflex.'
Het Pursuit Lab is opgezet in de kelder van het Huygensgebouw en het duurde bijna twee jaar om het te bouwen. Sharma en zijn onderzoeksgroep bij Donders voeren in deze innovatieve ruimte experimenten uit om te onderzoeken hoe we bewegende geluiden waarnemen. ‘Als er een ambulance langsrijdt en je sluit je ogen, dan kun je het geluid precies volgen. Maar niemand weet echt welke mechanismen in de hersenen ons daarbij helpen, omdat dit nooit echt is onderzocht.' Tot nu.
Auditieve achtervolging
Wanneer een geluid je oor bereikt, is de enige informatie die je tot je beschikking hebt de geluidsfrequentie, niet de positie van het geluid. Toch behoren mensen tot de beste geluidslokaliseerders op aarde. En volgens Sharma en zijn team had de vroegere wetenschappelijke literatuur het helemaal mis over het vermogen van de hersenen om bewegende geluiden waar te nemen. ‘Tot nu toe dachten we dat auditieve achtervolging niet bestond’ legt Sharma uit. ‘Als ik achtervolging zeg, betekent dit dat onze hersenen gevoelig zijn voor de positie van de geluidsbeweging - waar een bewegend geluid zich in de ruimte bevindt - maar belangrijker nog: ze zijn ook gevoelig voor de snelheid van het geluid. Het huidige verhaal in de wetenschappelijke literatuur suggereert dat we alleen 'momentopnames' maken van de geluidspositie, wat betekent dat we geluiden niet vloeiend kunnen volgen. Maar dat zou in het dagelijks leven tot enorme fouten leiden. En we hebben zojuist bewezen dat dit niet het geval is.’
‘Ons werk heeft belangrijke implicaties voor mensen met gehoorproblemen'
Voor gebruikers van cochleaire implantaten (een klein elektronisch apparaatje met een microfoon om geluiden op te vangen dat de beschadigde delen van het oor omzeilt en de gehoorzenuw direct stimuleert) blijft het lokaliseren van geluiden echter een uitdaging. ‘Deze mensen hebben veel moeite met het lokaliseren van stilstaande geluiden, dus we kunnen ons voorstellen dat het lokaliseren van bewegende geluiden in een realistische omgeving een nog grotere uitdaging voor hen is’, aldus Sharma. ‘We pakken een belangrijke lacune aan in ons begrip van het auditieve systeem, wat belangrijke implicaties heeft voor mensen met gehoorproblemen.’
‘Gebruikers van cochleaire implantaten kunnen geen binaurale signalen verwerken en hebben vaak geen ruimtelijk bewustzijn voor het lokaliseren van geluid’, legt Sharma uit. ‘Dit kan onveilig zijn omdat ze bijvoorbeeld kunnen verwarren uit welke richting een auto komt.’
Eerdere onderzoeksbenaderingen voor het volgen van geluidsbewegingen, zoals het testen van geluidsperceptie door het volgen van oogbewegingen, hadden een opvallend nadeel. En, zoals Sharma uitlegt, bleek dat het de sleutel was om deelnemers te vragen om bewegende geluiden te volgen met hun hoofd in een volledig donkere kamer.
De onderzoeker vertelt: ‘Eerdere onderzoeken vroegen deelnemers om een bewegend geluid te volgen met hun ogen terwijl ze hun hoofd stil hielden. Als je je ogen beweegt, krijg je echter geen feedback van het bewegende geluid. De resultaten van deze experimenten leidden tot de populaire overtuiging van de afwezigheid van auditieve achtervolging bij mensen. Het bewegen van je hoofd verandert de binaurale signalen voor het lokaliseren van geluid. Dit was de ontbrekende schakel. In ons lab bestuderen we auditieve achtervolging door zowel de hoofd- als de oogbewegingsreacties te meten.'
Verticaal
Het bewijzen van het bestaan van auditieve achtervolging is slechts 'het topje van de ijsberg', zoals Sharma het omschrijft. ‘Tot nu toe hebben we dit alleen in het horizontale vlak aangetoond en we zijn erg benieuwd naar de reacties op geluiden die in hoogte bewegen, omdat niemand dit ooit eerder heeft onderzocht’, vertelt hij enthousiast. ‘Het Pursuit Lab kan horizontale en verticale geluidsbewegingen genereren en de stoel kan de deelnemer ook draaien.’
Zijn team heeft eerder aan de meer klinische kant, in nauwe samenwerking met het Radboudumc en fabrikanten van cochleaire implantaten, uitgebreide studies uitgevoerd met gebruikers van cochleaire implantaten gericht op stilstaande geluiden. Nu gaan ze een stap verder en bouwen ze voort op hun ontdekking. Het plan is om dit jaar of volgend jaar onderzoek te doen naar het volgen van bewegend geluid bij gebruikers van cochleaire implantaten.
Dit artikel is eerder verschenen op Vox.