Сенсорное 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.

Нужны ли вам новые способности на самом деле? Пока вы думаете об этом, вопрос может исчезнуть, не давая вам шанса ответить. На протяжении последних лет было проведены поразительные эксперименты по сенсорному замещению или сенсорному подкреплению чувств: люди учатся видеть кожей или ушами. Мы научились добавлять принципиально новые, нечеловеческие ощущения, каких раньше не могли испытывать.

Станем ли мы их развивать таким же образом, как мы учим языки, рисование или осваиваем новую программу на компьютере, или мы пойдем по пути технологического оснащения своего тела и мозга, становясь киборгами? Эксперименты происходят прямо сейчас, и возможности, которые открываются нам, поистине потрясающие. Для примера возьмем две статьи, опубликованные в этом году.

Так, инженеры из Университета Браун, Род-Айленд, США, разработали новый, беспроводной, широкополосный, отлично имплантируемый, заряжаемый сенсорный приемник-передатчик, который может передавать данные от электродов, вживленных в мозг на компьютер. Электроды снимают данные со 100 нейронов. Прибор потребляет меньше 100 милливатт и передает данные со скоростью 23 Мегабит в секунду. Зарядка происходит беспроводным образом, через кожу, длится два часа и ее хватает на шесть часов работы. Электроды имплантировали трем свиньям и трем макакам, которые носили его больше года. Это огромное достижение на сегодняшний день. На фото ниже показано как был установлен прибор.

В начале статьи – фото инженеров Арто Нирмикко и Минг Ин (Фото: Fred Field).

Как вы видите слева, прибор похож на небольшую баночку консервированных анчоусов и крепится на голове у животного. Пройдет немного времени, и аналогичные устройства будут применяться на людях, например при болезни Паркинсона.

Другое исследование: В Университете Дюка, в лаборатории профессора Николелиса мышке установили четыре электрода в соматосенсорную кору, в район, который управляет ее усиками и обрабатывает информацию, от них получаемую (Thomson, Carra, & Nicolelis, 2013). Как вы видите на фото ниже, ученые использовали пока что привычное кабельное соединение электродов с компьютером. Поскольку электроды могут посылать сигналы в обоих направлениях, ученые установили инфракрасную камеру, с которой и стали подавать информацию прямо в мозг мышке.

Электроды никоим образом не помешали мышке продолжать пользоваться своими усиками для ориентации в пространстве. Однако первое время мышка думала, что с ее усиками что-то не то – ведь ее мозг получал данные, в то время как она даже и усом не шевелила! Вскоре она разобралась, что информация исходит извне, и стала успешно пользоваться новой способностью. Она, безо всякого преувеличения, обрела шестое чувство – видение в инфракрасном свете, и ее мозг принял это новое чувство как родное. Вместо инфракрасного света могло быть и что-то другое: ультразвук, магнитное поле, радиоволны, влажность воздуха, температура, давление, все что угодно, что можно измерять, кодировать и передавать.

Что мы имеем: реальную возможность, буквально завтра, имплантировать себе электроды, и вывести их на прибор, передающий почти любые физические сигналы, и обрести шестое, седьмое, двадцатое чувства. Наш мозг невероятно пластичен и может освоить эти данные быстро, создавая у нас абсолютно новое восприятие мира. Оставив в стороне необходимость такой интервенции в случаях потери сенсорных чувств, стали бы вы, будучи здоровым, устанавливать такие приборы и какие бы новые чувства вы хотели бы обрести? И будет ли у нас такой выбор в недалеком будущем? Какие сверхзадачи вы стали бы решать, обладая сверхспособностями? Каким образом это могло бы изменить образ и качество вашей жизни?
Было бы интересно узнать ваше мнение в комментариях, и проголосуйте, пожалуйста!
[yop_poll id=»2″]Thomson, E. E., Carra, R., & Nicolelis, M. A. L. (2013). Perceiving invisible light through a somatosensory cortical prosthesis. Nature Communication, 4, 1482. 10.1038/ncomms2497.