Учёные испытали звуковые очки для незрячих

Новый прибор применяет собственного рода обман либо иллюзию. Он оказывает помощь слепому человеку выстраивать картину мира по комплекту звуков. Изобретение это раскрыло перед исследователями новые грани пластичности мозга человека.

Врач Амир Амеди (Amir Amedi) и его коллеги из Иудейского университета в Иерусалиме создали устройство подмены восприятия (sensory substitution device — SSD), которое разрешает слепым людям в некоем смысле видеть окружающую обстановку.

Прошлым летом врач Амеди (справа) представил собственный проект президенту Израиля Шимону Пересу (в центре) и президенту Иудейского университета в Иерусалиме Менахему Бен-Сасону (Menachem Ben-Sasson) (фото Hebrew University of Jerusalem).

В базе SSD лежит миниатюрная камера на очках, подключённая к маленькому компьютеру или смартфону. Программа, созданная группой Амеди, преобразует визуальную данные в комплект звуковых сигналов.

Базисные правила их формирования достаточно несложны. Скажем, контрастная линия, идущая слева направо и вверх, возможно отражена знаком с нарастающим тоном, а линия, идущая вниз, – звуком с неспешно понижающейся частотой.

По окончании непродолжительных тренировок человек может обучиться осознавать, о чём ему информирует прибор, утверждают разработчики совокупности.

Опробования продемонстрировали, что с SSD слепой способен распознавать бытовые предметы, обнаружить людей и определять их позы, различать простенькую компьютерную графику (типа «лицо», «дом») а также просматривать целые слова и крупные буквы.

Это достижение – значительное продвижение вперёд если сравнивать с прошлым проектом Амеди – портативной «виртуальной тростью» (Virtual Cane), представленной летом 2011 года.

Привыкая к восприятию обстановки по звуку, слепой человек обучается вырабатывать в голове картину, которую с некоей степенью достоверности возможно было бы назвать зрительной (иллюстрация Hebrew University of Jerusalem, Amir Amedi’s Lab).

Ещё в тот раз его соратники и Амир подчернули, что слепые люди пользуются таким прибором более умело, чем простые испытатели с тёмной повязкой на глазах.

Обстоятельство помой-му лежит на поверхности: слух у незрячих развит намного посильнее, чем у видящих, потому слепые лучше ощущают узкие вариации в звуке, его тональности, пространственном размещении источников.

Но изучения, совершённые сравнительно не так давно Амеди, продемонстрировали, что дело обстоит не совсем так. Работа мозга при таковой замены — намного сложнее.

Учёные испытали звуковые очки для незрячих

Ресурс Inhabitat логично сравнивает SSD с прибором VISOR (Visual Instrument and Sensory Organ Replacement) из фантастического сериала Star Trek: The Next Generation. Его носил слепой от рождения инженер Джорди Ла Форж (Geordi La Forge).

Действительно, VISOR передавал сигналы в мозг через нейроимплантат. Но неспециализированная мысль схожа: необходимо отснять картину местности, преобразовать по неким правилам и доставить по назначению в каком-либо дешёвом виде (кадры memory-alpha.org, Paramount Pictures/ Paramount Television, CBS Studios).

его коллеги и Амир задались целью не просто создать различные электронные ассистенты для калек, а разобраться, как они взаимодействуют с мозгом обладателя. В частности, учёных интересовала… зрительная кора.

Один из феноменов, изучаемых группой Амеди, – мультисенсорное восприятие. Это интегрированная обработка различных каналов информации, помогающая вырабатывать целую картину мира. Особенности сотрудничества различных территорий мозга в этом ходе до сих пор не осознаны полностью.

В частности, в одной из прошлых работ Амеди отыскал увлекательные пересечения в дорогах обработки информации при чтении шрифта и обычном чтении книги Брайля слепым человеком, не смотря на то, что в одном случае трудятся глаза, а во втором – кончики пальцев (иллюстрация Hebrew University of Jerusalem, Amir Amedi’s Lab).

Нейрофизиологам как мы знаем, что визуальная обработка в мозге идёт двумя параллельными дорогами. В коре имеется затылочно-височной путь, либо «вентральный поток», связанный с обработкой форм, идентификацией объектов, их цвета. Он отвечает на вопрос «что я вижу?».

И ещё имеется затылочно-теменной путь («дорсальный поток»), что разбирает пространственную данные о месте размещения объекта (вопросы «где?» и «как?»).

Работа Амеди не первая, в которой учёные и инженеры попытались вырабатывать в голове слепого человека «зрительную картину» при помощи звуков. Отыщем в памяти европейский умелый проект CASBLiP, реализованныйв 2009 году (фото CASBLiP/ Universitat Politecnica de Valencia).

Амеди и его сотрудники совершили сканирование мозга 9 зрячих слепых и 11 людей от рождения. Зрячие делали задачи на визуальное распознавание, а слепые – подобные упражнения с применением SSD.

Проект SSD вообще-то объединяет пара вариантов ассистентов для слепых. Это и уже упоминавшаяся карманная «виртуальная трость», и разные прототипы совокупностей ориентации с очками-камерами и стереонаушниками, взявшие кроме этого имя vOICe (фото Hebrew University of Jerusalem, Amir Amedi’s Lab).

К удивлению экспериментаторов, у слепых активировались те же два потока. Другими словами зрительная кора совершенно верно так же начинала расшифровывать форму вещей и их пространственное размещение, в то время, когда человек пользовался «слуховым зрением».

(Об этом изучении говорит статья в издании Cerebral Cortex.)

Выходило, что такое фундаментальное разделение количества работ может появляться кроме того без всякого предшествующего зрительного опыта. И что это разделение – не визуальное по собственной природе.

Израильтяне сделали вывод, что мозг организует территории коры по принципу специфики обработки информации (условно – по типу нужных вычислений), независимо от вида сенсорных каналов — зрительного, слухового либо тактильного. О последнем стоит поведать очень.

Перекладка на зрительную территорию коры обязанности по составлению «визуальной картины» по одному только звуку – ещё один пример потрясающей нейропластичности мозга (иллюстрация Hebrew University of Jerusalem, Amir Amedi’s Lab).

Четыре десятка лет назад американский нейрофизиолог Пол Бачирита (Paul Bach-y-Rita) в первый раз попытался переводить зрительную данные в сигналы второй природы, и начал он именно с тактильных ощущений.

Уже тогда стало ясно, что человек (как слепой, так и просто с закрытыми глазами) непохо приспосабливается к пространственной ориентации по необыкновенному для себя принципу. Так, вибрации либо не сильный электрические покалывания на различных участках тела помогали испытуемым строить в голове мысленную картину обстановки, заменяя зрительное восприятие.

Вверху слева – один из ранних аппаратов Пола Бачириты, в котором сигнал с камеры преобразовывался в вибрацию массива контактов, закрепляемых на животе. Сила вибрации соответствовала яркости пикселей.

Справа и внизу: уже в конце прошлого века и начале XXI эти изучения стали причиной появлению языкового дисплея, а ещё – похожего по принципу устройства, передающую тактильную картину на лоб человека (фото Bach-y-Rita et al., sarahangliss.com, ens-lyon.fr).

Испытания Амеди идеологически продолжают опыты Бачириты. И они говорят о том, что мозг слепых возможно возможно разбужен для обработки визуальных задач кроме того в том случае, если человек был слепым всю жизнь.

Это открывает хорошие перспективны не только для обсуждаемой разработки подмены отсутствующего сенсорного канала вторым, но и для электронных совокупностей, возвращающих человеку зрение в прямом смысле, наподобие разнообразных сетчаток-имплантатов.

Очки для незрячих с ИИ


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: