几十年来,人们一直认为大脑组织成“感官领域”:也就是说,有一个“视觉区域,”一个“听觉区,”等等,而视觉区域只能处理视觉信息。它也认为,如果人们没有机会看到几年在生命早期(例如,因为他们有一个罕见的疾病,导致他们盲目出生),“视觉区域”失去其处理视觉信息的能力。
我们将在这里简要描述几个研究这一理论的挑战。使用一种特殊的方法,命名为“感官替代”,研究人员已经能够证明,盲人可以“看见”使用的声音。使用大脑扫描仪,他们发现,这些大脑区域,认为失去了处理视觉信息的能力,发挥核心作用使用声音“看见”的能力和识别物体,面孔,信件,和更多1]。
感觉替换是某种意义上的使用(例如,听觉、触觉)提供的信息通常是交付使用另一个意义上(例如,视觉)。例如,一幅画,我们通常用视觉,可以“看到”使用的声音。感觉替换设备的EyeMusic就是一个例子(SSD) [2]。需要在一个图片(例如,从你Instagram账户),并把它转换成声音。在图片中出现的一个像素低了一个低沉的音符。高像素表示,刺耳的音符。每个颜色是由不同的乐器。目前代表六种颜色:白色(合唱),蓝色(小号),红(力明呆的reed),绿色(雷鬼音乐器官),黄色(字符串),黑色(用沉默表示)。这音乐的“形象”是column-by-column从左到右。左边一个物体的形象会不会听过的一个对象。该决议可以设置为40或50××24像素30像素(见图1)。
- 图1——EyeMusic决议。
- 左边是一只猫的形象,捕捉到Instagram。中间是相同的图像,分辨率为50×30像素(目前提供的最高分辨率EyeMusic),右边是同一幅图像分辨率40×24像素(EyeMusic报道研究中使用的低分辨率)。
重要的是要注意,如果你喂你的猫的照片EyeMusic,设备不会输出“猫”这个词或声音咕噜声;而产生的声音,从用户会推断出这是一只猫的照片。
我们的团队的教授阿米尔Amedi希伯来大学实验室的研究人员一直在使用这个设备作为一种工具来研究大脑功能(3]。在一个凉爽的研究中,我们使用一个相关的设备,叫的声音。法定盲人能够“看到”与设备,他们越过legal-blindness阈值。换句话说,如果他们——假设——使用设备考试时决定他们是盲人,他们不会成为盲人。
培训项目后,用户的设备是能够识别对象,面部表情,和读单词(示范看到这个视频)。
我们的团队还使用功能性磁共振成像(fMRI)。通过功能磁共振成像,我们可以拍照时的大脑内部研究参与者做某些事情。大脑的不同部分是活跃的,当我们看到一个脸,或者读一个词,功能磁共振成像扫描的图像可以显示哪些领域是活跃的时,功能磁共振成像图像(或扫描)。
在一项研究中,用户的声音“看见”图像使用声音,然后告诉研究人员,如果他们认为这是一张脸,一个身体部位,一封信,一个纹理,一所房子或一个日常对象。当他们这样做,他们的大脑被扫描,使用fMRI机器。结果是惊人的:在失明者,“视觉”的大脑区域被激活的声音。换句话说,“视觉”区域不仅是“视觉”!此外,这个“视觉”区域的大脑活动模式非常类似于个人的大脑中观察到的。例如,有一个小区域,负责识别单词。直到最近,它认为只有视觉字母激活它。当盲人参与者与SSD读单词,这个区域也被激活。事实上,即使有些人天生失明,激活,因此从来没有见过一个文字4]。
在另一项研究中,参与者发现他们的手移动到目标,要么是在电脑屏幕上,或通过EyeMusic听到。事实证明,在这两种情况下,动作非常准确,和平均,他们的动作是由不到0.5厘米(0.2“)。这是很少的培训后(仅为25分钟的经验EyeMusic)。我们预计,随着进一步的培训,他们会做得更好。事实上,盲目的长期用户EyeMusic能找到在一堆青苹果,红苹果,拿出来在一个迅速而准确的运动(见说明图2)。
- 图2 -一个插图的EyeMusic感官替代装置(SSD)。
- 用户戴着眼镜,拿着相机迷上了他们,听到通过摄像头捕获的图像bone-conductance耳机。插图:glasses-mounted摄像头和耳机的特写。
总之,感觉替换为研究人员提供了一个有用的工具来研究大脑,而有望成为一种手段帮助失明者感知和交互环境。
引用
[1]↑Levy-Tzedek, S。诺维克,我。Arbel, R。年代,说道。、Maidenbaum年代。Vaadia E。,等。2012。感觉器官Cross-sensory转让信息:visuomotor学习audiomotor任务会影响性能,使用感官替代。科学。众议员2:949。doi: 10.1038 / srep00949
[2]↑Levy-Tzedek, S。、Hanassy年代。年代,说道。、Maidenbaum年代。Amedi, a . 2012。快速、准确的达到运动与visual-to-auditory感官替代“设备”。备份文件夹。神经。> 30:313-23。doi: 10.3233 / rnn - 2012 - 110219
[3]↑Striem-Amit E。古恩德,M。Amedi, a . 2012。天生的盲人使用的视觉的敏锐度visual-to-auditory感觉替换。《公共科学图书馆•综合》7:e33136。doi: 10.1371 / journal.pone.0033136
[4]↑帝国,L。Szwed, M。科恩,L。Amedi, a . 2011。腹侧视觉流阅读中心独立的视觉体验。咕咕叫。杂志,21:363-8。doi: 10.1016 / j.cub.2011.01.040