Живой мозг. Удивительные факты о нейропластичности и возможностях мозга - Дэвид Иглмен

38. Collignon O et al. (2007). Functional cerebral reorganization for auditory spatial processing and auditory substitution of vision in early blind subjects, Cereb Cortex 17 (2): 457–465.

39. Abboud S et al. (2014). EyeMusic: Introducing a “visual” colorful experience for the blind using auditory sensory substitution, Restor Neurol Neurosci 32 (2): 247–257. Технология EyeMusic опирается на более раннюю технологию SmartSight: Cronly-Dillon et al. (1999, 2000).

40. Massiceti D, Hicks SL, van Rheede JJ (2018). Stereosonic vision: Exploring visual-to-auditory sensory substitution mappings in an immersive virtual reality navigation paradigm, PLoS One 13 (7): e0199389; Tapu R, Mocanu B, Zaharia T (2018). Wearable assistive devices for visually impaired: A state of the art survey, Pattern Recognit Lett; Kubanek M, Bobulski J (2018). Device for acoustic support of orientation in the surroundings for blind people, Sensors 18 (12): 4309. См. также Hoffmann R et al. (2018). Evaluation of an audio-haptic sensory substitution device for enhancing spatial awareness for the visually impaired, Optom Vis Sci 95 (9): 757.

41. В развивающемся мире самая распространенная причина слепоты — трахома (инфекционная болезнь, которую вызывают хламидии), по вине которой зрения лишились почти 2 млн человек. Второй по распространенности причиной выступает эндемическое для тридцати африканских стран заболевание онхоцеркоз. Многие ученые считают, что сенсорно-заместительное программное обеспечение поможет заново научить видеть тех, кто лишился зрения, в сочетании с другими видами терапии (например, хирургией роговицы).

42. Koffler T et al. (2015). Genetics of hearing loss, Otolaryngol Clin North Am 48 (6): 1041–1061.

43. Novich SD, Eagleman DM (2015). Using space and time to encode vibrotactile information: Toward an estimate of the skin’s achievable throughput, Exp Brain Res 233 (10): 2777–2788. См. также Neosensory.com. Можно ли было выбрать что-либо другое помимо вибрации? На самом деле кожа наделена рецепторами нескольких типов, и их тоже можно использовать для передачи информации — помимо вибраций через температуру, почесывание, болевые ощущения и растяжения. Но мы решили сосредоточиться на вибрациях, так как этот способ самый быстрый. Температура воспринимается медленнее, к тому же не имеет выраженной локализации. Тензорецепторы многообещающи в плане пространственных и временных свойств, но в долгосрочной перспективе постоянные растягивания кожи создавали бы пользователям дискомфорт. От необходимости рассуждать о болевых рецепторах меня, надо думать, избавляют общегуманные соображения.

44. Позволю себе небольшое отступление: как вы могли заметить, индивиду с врожденной глухотой свойствен свой «акцент». Думаете, это нечто вроде дефекта речи? Вовсе нет. Дело в том, что абсолютно глухой от рождения человек учится произносить слова, наблюдая и копируя артикуляцию говорящих людей. В принципе, для глухих вполне действенный способ учиться говорить — подражание движениям губ говорящего. Правда, в этом способе есть один изъян: глухой человек не может видеть, как у того двигается язык, и, значит, не может скопировать его движения. Попробуйте произнести обычную фразу, не двигая языком, и ваши слова будут звучать так же, как их произнес бы глухой индивид. Наше устройство любопытно тем, что дает возможность преодолеть этот скрытый недостаток. Оно позволяет пользователю уловить разницу в том, как звучит слово, когда его произносит другой человек, с его звучанием в собственном исполнении и тем самым обрести возможность пробовать разные варианты произношения, пока не добьется правильного звучания.

45. Alcorn S (1932). The Tadoma method, Volta Rev 34: 195–198; Reed CM et al. (1985). Research on the Tadoma method of speech communication, J Acoust Soc Am 77: 247–257.

46. Ограниченные вычислительные возможности вынуждали разрабатывать технологию замещения звуковых ощущений тактильными с использованием полосового фильтра звуковых частот, причем отфильтрованный звук «проигрывался» на коже посредством вибраций соленоидов. Они работали на фиксированной частоте, составлявшей менее половины пропускной полосы некоторых каналов, из-за чего возникали помехи. Современные возможности позволяют производить вычисления намного быстрее и дешевле. Желаемые математические преобразования осуществимы в режиме реального времени фактически без затрат и без необходимости заказывать специальные интегральные микросхемы (ИМС). Литийионные батареи позволяют поддерживать большее число датчиков вибрации, чем в ранних разработках устройств. О разработках слуховых устройств (аппаратов) на основе замещения звука осязанием см. Summers and Gratton (1995); Traunmuller (1980); Weisenberger et al. (1991); Reed and Delhorne (2003); Galvin et al. (2001). См. также Cholewiak RW, Sherrick CE (1986). Tracking skill of a deaf person with long-term tactile aid experience: A case study, J Rehabil Res Dev 23 (2): 20–26.

47. Turchetti et al. (2011). Systematic review of the scientific literature on the economic evaluation of cochlear implants in paediatric patients, Acta Otorhinolaryngol 31 (5): 311.

48. Индивидам с уже вживленным кохлеарным имплантатом ношение вибротактильного устройства помогает в среднем на 20 % улучшить способность распознавать средовые шумы: например, собачий лай, стук в дверь, сигналы автомобилей (данные внутренних исследований в рамках проекта Neosensory).

49. Danilov YP et al. (2007). Efficacy of electrotactile vestibular substitution in patients with peripheral and central vestibular loss, J Vestib Res 17 (2–3): 119–130.

50. По поводу сенсорного замещения замечу: выбор наилучшего варианта для индивида — ретинальный чип или сенсорное замещение — зависит от первопричины слепоты. Ретинальный чип станет идеальным решением для страдающих различными формами дегенерации фоторецепторов (например, такие как пигментная дистрофия сетчатки или возрастная макулярная дегенерация (дегенерация желтого тела)), поскольку эти патологии не затрагивают нижележащие элементы зрительной системы и те сохраняют способность принимать сигналы от имплантированных электродов. Другие формы слепоты не позволяют применять ретинальный чип: если проблема (скажем, отслоение сетчатки) коренится в другой части глаза или возникла в результате повреждения в нижележащих элементах зрительной системы (например, опухоль или повреждение ткани в результате инсульта), от ретинального чипа толку не будет. В подобных случаях правильным решением станет сенсорное замещение или подключение вспомогательного устройства напрямую в мозг, ниже поврежденного участка. Обратите также внимание, что ряд ученых исследуют перспективы комбинации устройств сенсорного замещения с имплантацией подключаемых модулей (в мозг или сетчатку глаза); идея в том, что сенсорное замещение помогает зрительной коре интерпретировать данные, поступающие от протеза, — иными словами, служит руководством по дешифровке информации.

51. Узнать об опыте Нейла из первых рук можно, послушав его выступление на TED-конференции. Инновации последних лет включают расширение возможностей глазборга по кодированию насыщенности цветов за счет перепадов громкости звука. Само устройство преобразовали в чип, который теоретически можно имплантировать. Чтобы получить представление о достижениях других исследовательских групп, см., например, об устройстве Colorophone здесь: Osinski D, Hjelme DR (2018). A sensory substitution device inspired by the human visual system, in 2018 11th International Conference on Human System Interaction. (HSI: 186–192), IEEE.