Tag Archives: слепота

Невероятные связи

зрение и шизофрения

Группа тайваньских ученых (Chen et al., 2020) показала на большой группе людей (около миллиона), что диагнозу шизофрении у молодых людей с большой вероятностью предшествуют общие проблемы со здоровьем. Например, повышенное давление, болезни сердца, сердечнососудистые заболевания, хронические обструктивные легочные заболевания, астма и синдром раздражённого кишечника.

Уже известно, что и другие заболевания сильно коррелируют с психическими заболеваниями (поразительное исследование датчан).

На первый взгляд, это хорошая иллюстрация того, как психическое здоровье связано с физическим. Но интереснее другое – недавно подтвердился хорошо известный психиатрам, но казавшийся мифическим факт, что люди, рождённые слепыми, никогда не заболевают шизофренией (Love, 2020).

Между тем, врожденная слепота – результат генетической мутации, травмы мозга или инфекционного заболевания. Все эти причины подходят и для шизофрении. Но если потеря зрения происходит уже после рождения, то вероятность шизофрении растет колоссально.

Если врожденная слепота дает защиту от шизофрении – и, по словам одного исследователя, это единственная известная сегодня 100% защита от шизофрении, то в этом определенно есть ответ на одну из бесчисленных тайн нашего мозга.

Одно из аргументированных объяснений выдал в прошлом году Фил Корлетт (Phil Corlett), профессор психиатрии и психологии в Йельском Университете. Он считает, что одна их важнейших задач мозга – делать предсказания будущего. Мы не видим мир таким, какой он есть, получая всеобъемлющие и правдивые сигналы от него: мы создаем модель мира и пытаемся в этой модели делать предсказания о том, что случится через секунду, минуту или часы. Все для того, чтобы элементарно обеспечить выживание. Создавая предсказания каждые мгновения, наш мозг сравнивает их с тем, что случилось на самом деле, становясь более точным.

Зрение играет в сборе информации о мире основную роль, и когда его нет, то делать предсказания и получать обратную связь становится очевидно сложнее. С другой стороны, не видя мира, мы не поддаемся на множество иллюзий и создаем меньше искажений восприятия.  Это, по мнению ученого, ведет к более точному строительству модели мира, основанной на других сенсорных чувствах, кроме зрения, и делает ее более стабильной.

Есть и другое объяснение. Стив Сильверстайн, психиатр в Рутгерс Университете, полагает, что врожденная слепота вынуждает мозг осваивать множество компенсационных навыков и создавать больше нейронных связей. По сути, речь идет о некоем брейнфитнесе, но гораздо более суровом: каждодневным и интенсивном, но который и приносит защиту от психических заболеваний. Шизофрения – это ведь, в первую очередь, нарушения восприятия, памяти, внимания и речи. Галлюцинации и абберантное поведение, которые характеризуют шизофрению – следствия этих нарушений.

Сильверстайн приводит в своей работе 20 когнитивных отличий рожденного слепым человека от человека с шизофренией (Silverstein, Wang, & Keane, 2013):

сравнение когнитивных функций

Но как быть с нарушением здоровья, примеры которого приведены в начале этой статьи? В одном клубке мы видим и инфекционные заболевания, и общие проблемы со здоровьем, и когнитивные нарушения, и проблемы со зрением, и шизофрению.

Как, например, это объясняет различного рода проблемы со зрением – с перемещением глазного яблока, скорость моргания, и прочие, которые характерны для людей с диагнозом шизофрения? Что интересно, проблемы со зрением появляются до начала проявлений шизофрении (Keane at al., 2016). По движениям глаз ее и можно диагностировать, раньше, чем дойдет дело до психиатра. Я писал об этом в статье Диагностика шизофрении с помощью ай-трекинга и развитие способностей.

Как и в той статье, мне интересна идея, что, похоже, гипотетически возможно разработать специальные упражнения для глаз – особую мышечную гимнастику, перцептивные паззлы, и чисто когнитивные упражнения ,которые смогут предупреждать или даже лечить психиатрические заболевания, и, возможно, другие заболевания. Например, используя цвета и формы для лечения.

В программе 51 день, которая запускается в марте, будет одна из таких линий: как можно использовать зрительные иллюзии для практической пользы.

Chen, Y.-L., Pan, C.-H., Chang, C.-K., Chen, P.-H., Chang, H.-M., Tai, M.-H., . . . Kuo, C.-J. (2020). Physical illnesses before diagnosed as schizophrenia: A nationwide case-control study. Schizophrenia Bulletin. doi: 10.1093/schbul/sbaa009

Keane, B. P., Paterno, D., Kastner, S., & Silverstein, S. M. (2016). Visual integration dysfunction in schizophrenia arises by the first psychotic episode and worsens with illness duration. Journal of abnormal psychology, 125(4), 543–549. https://doi.org/10.1037/abn0000157

Love, S. (2020). People born blind are mysteriously protected from schizophrenia. Vice.com, 11 Feb 2020. Ссылка https://www.vice.com/en_uk/article/939qbz/people-born-blind-are-mysteriously-protected-from-schizophrenia

Silverstein, S., Wang, Y., & Keane, B. (2013). Cognitive and neuroplasticity mechanisms by which congenital or early blindness may confer a protective effect against schizophrenia. Frontiers in Psychology, 3(624). doi: 10.3389/fpsyg.2012.00624


В то время, когда космические корабли бороздят…

Russian American Research Symposium в Цифровом ОктябреБыл сегодня на Russian American Research Symposium в Цифровом Октябре. Заинтересовался двумя выступлениями – одна про мозг-компьютер интерфейс Александра Каплана из МГУ (но лекция не состоялась). А вот другое выступление, Эда Бойдена (Ed Boyden) из MIT – Understandng and Engeneering Brain and Mind произошла, хоть и онлайн. Крутые вещи делают: например: для изучения структуры нейронных связей требуется большое увеличение, поэтому они придумали прикреплять срез ткани мозга к полимеру, который затем погружают в воду. Полимер увеличивается в размерах в 5-6 раз, а вместе с ним – и ткань. Качество и детализация снимков значительно улучшается.

Другая его тема была связана с оптогенетикой. Потрясающие истории – например, они могли «успокоить» мышь, воздействуя светом на небольшую группу нейронов. Сегодня, сказал Эд, три компании хотят лечить слепоту, используя оптогенетику. Например, таким способом – пациент надевает очки с камерой, и очки посылают световые сигналы в глаз человека, активируя нейроны для обработки этой информации. Похоже отчасти на методы замещения чувств в стиле Пола Бакариты, когда видео сигналы преобразовывались в электрические на пластинке, которая помещалась на язык. Круто, очень круто.

rTMSНа прошлой неделе заскочил на выставку Здравоохранение, видел стенд компании Нейрософт из города Иваново. Вот, на картинке слева – хорошенький, блестящий и пощелкивающий rTMS (кто-то меня спрашивал недавно). Стоит недорого – от 450 тыс. рублей в базовой комплектации. Порадовало, что наша компания делает множество классных штуковин. Так что Иваново – город не только невест ).

Ну и конечно, ни одна выставка не обходится без духовных скреп – они пролазят везде! Были там и продавцы ауры в разлив, и меда (какая выставка В России без него?) и магнитных рефлексотерапий, и даже цаппера (я думал он давно канул в лету, ан нет!) – «могущественного» средства для лечения всех болезней с помощью электричества, но в особенности для изгнания глистов. zapperКак видно по одинокому продавцу, паразиты, кажется, побеждают.


Слышишь, что написано?

сенсорное замещениеСенсорное замещение – способ компенсирования потерянного чувства путём преобразования информации в стимул нормальной функционирующей модальности. Проще говоря, при потере зрения, – это обработка визуальной информации с камеры и преобразование её в звуковые сигналы, для подачи на слуховой канал, или слабыми эклектическими импульсами для подачи на кожу или язык человека. Кажется странным, как можно передать посредством электрических покалываний на языке визуальную информацию, но наш мозг разбирается в этом довольно быстро.

В исследовании, опубликованном в Frontiers in Cognitive Science (Haigh et al., 2013), учёным из университета в Бате, Великобритания с коллегами из Лондона и Эйндховена в Голландии удалось сделать очередной прорыв в сенсорном замещении. Они использовали The vOICe  – прибор для преобразования визуальной информации, получаемой видеокамерой, в звуковые шумы. Сам прибор – изобретение доктора Питера Мейера из Эйндховена, разработавшего первый прототип ещё в 1992 году. Цели Питера, принимавшего участие в этом исследовании, масштабны, – он хотел бы оснастить этим прибором всех слепых в мире, около 40 миллионов человек. Он не собирается делать на этом деньги – на его и других сайтах есть все необходимые инструкции, как самому сделать прибор и начать пользоваться. Можно использовать камеру смартфона телефона, или даже сканер, почти всё, что угодно. Странно, но распространение и улучшение этой открытой технологии находится в зачаточном состоянии. Многие люди никогда даже не слышали о подобном. Фактически – можно собрать прибор за пару дней и слепой человек начнёт, пусть очень и очень плохо, но видеть ушами окружающий мир!

Слух, конечно, не идеальный посредник для зрения. Если глаз, по некоторым расчётам, способен передавать около 4,300,000 бит в секунду, то ухо – в районе 10,000 бит в секунду. Не идеально, но лучше остальных каналов. На практике прибор может иметь форму очков, со встроенной камерой и преобразователем, подающим звуки на наушники. С The vOICe были проведены уже десятки экспериментов, с различными результатами, как со зрячими так и слепыми людьми.

В серии экспериментов студенты, прежде не слышавшие о такой технологии, пытались услышать то, что им показывалось на экране монитора, а это были, например, статичные буквы Е, повёрнутые в разные стороны. Прежде всего, до совершенства прибору ещё далеко – способность видеть таким образом находится в зоне слепоты де-юре: максимальную зоркость в одном эксперименте была достигнута около 20/400, а, например, в США, официально слепота начинается с 20/200.

20/400 – это способность увидеть что-то с 7 метров (20 футов), что человек с нормальным зрением должен увидеть co 140 метров (400 футов).

Но вот что интересно:

– В одном эксперименте происходило значительное улучшение способности различия символов уже на втором уроке, при том что его отделяло от первого целых два месяца. 9-10 часов тренировок в предыдущих исследованиях удваивают остроту слухового зрения, в сравнении с начальными пробами. Это лишний раз напоминает нам, что тренировки – ключ ко всему.

– Люди с музыкальным образованием показывали лучшие результаты.

Так или иначе, но 20/400 – это лучше, чем инвазивные методы восстановления зрения сегодня – и имплантация стволовых клеток и трансплантация сетчатки. Такие методы будут, безусловно, улучшаться, а, с другой стороны, если подавать электрические импульсы преобразованной визуальной информации посредством вживлённых электродов в мозг, то результат будет гораздо лучше.

The vOICe надо что-то делать: технология в сегодняшнем виде не может дать возможностям мозга человека себя проявить. Необходимо очень многое, помимо лучших протоколов преобразования и представления зрительной информации в шумах и даже мелодиях. Серьёзные проблемы, это не наушники Dr Dre. Настолько, что мне кажется, что будущего у The vOICe нет. В лучшем случае это будет одним вспомогательным устройством из десятка, подключённых к человеку.

Haigh, A., Brown, D. J., Meijer, P., & Proulx, M. J. (2013). How well do you see what you hear? The acuity of visual-to-auditory sensory substitution. [Original Research]. Frontiers in Psychology, 4. doi: 10.3389/fpsyg.2013.00330. Полный текст статьи.