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感官替代讓先天盲人“見到”世界

2021-10-29 09:17:06 來源:科技日?qǐng)?bào)

神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),大腦有一種特殊天賦,能夠不依靠眼睛,讓天生的盲人學(xué)會(huì)“看東西”。

“按摩椅”讓先天盲人也能“看見”

1969年,《自然》刊發(fā)了一篇頗具科幻色彩的論文,文中詳細(xì)描述了一種很奇怪的儀器,通過“按摩”盲人的后背,能夠讓他們“看見”東西。

讓我們還原一下實(shí)驗(yàn)情景:

一個(gè)先天盲人,沒有任何視覺經(jīng)驗(yàn),躺在一張類似牙科治療椅的裝置上。科學(xué)家在他旁邊安裝了一臺(tái)配有變焦鏡頭的老式攝影機(jī)。

治療師用手搖的方式移動(dòng)攝影機(jī),來掃描盲人面前的景象。生成的影像被傳送進(jìn)身后的儀器中,儀器把經(jīng)過處理的視覺信號(hào),傳輸給治療椅背上的刺激點(diǎn)矩陣。

具體來說,景象中光線弱的部分,對(duì)應(yīng)的矩陣刺激點(diǎn)會(huì)震動(dòng),而光線強(qiáng)的部分,就不震動(dòng)。這些觸點(diǎn)會(huì)直接刺激盲人的后背皮膚,像是按摩椅一樣。

經(jīng)過20—40個(gè)小時(shí)的密集訓(xùn)練后,神奇的事情發(fā)生了——盲人不僅能夠區(qū)分垂直線、斜線和曲線等不同的線條,還能辨認(rèn)圓形、長(zhǎng)方形、三角形等常見的幾何形狀。

在學(xué)會(huì)操控?cái)z影機(jī)后,透過變焦鏡頭,盲人能夠瞄準(zhǔn)房間的不同位置,來識(shí)別電話、椅子、杯子等各種物體,并描述它們之間的位置關(guān)系。

逐漸地,他們開始能感知到面前的三維立體空間:物體的遠(yuǎn)近,能夠?qū)е聢D像產(chǎn)生大小變化;從不同的視角觀察物體,它的形狀會(huì)被扭曲;物體的背光面會(huì)投下陰影等。假如有人朝鏡頭扔一個(gè)球過來,盲人會(huì)很自然地躲避。

借助這個(gè)“觸覺—視覺”儀器,盲人甚至還學(xué)會(huì)了辨識(shí)人臉。

更不可思議的是,他們還能“觀察到”人物的外表和舉止的變化。比如,他們描述某位女士:“她今天把長(zhǎng)發(fā)放下來了,而且沒有戴眼鏡。她正把右手移到腦后?!?/p>

為什么刺激后背,大腦就能夠“看見”呢?

這項(xiàng)研究的主要負(fù)責(zé)人保羅·巴赫-利塔曾對(duì)使用盲杖的盲人進(jìn)行了細(xì)致地觀察和研究。盲人在行走時(shí),會(huì)前后掃動(dòng)盲杖,盲杖的尖端經(jīng)由皮膚上的觸覺感受體,來告訴盲人路況信息。

巴赫-利塔深受啟發(fā):盲杖可以看作是盲人和物體之間的“接口”。通過盲杖在手上的壓力觸感,形成諸如房間擺設(shè)這樣的空間信息。

因此,手上的皮膚及其觸覺感受體,就像一個(gè)信息收集站。它們可以替代視網(wǎng)膜,使圖像在大腦中形成。

“按摩椅”正是以類似的方式,讓盲人能夠“看見”。簡(jiǎn)單來講,這是大腦在看東西,而不是眼睛。

隨機(jī)應(yīng)變的大腦

巴赫-利塔的這項(xiàng)前瞻性實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了“感官替代”理論。

具體而言,這是指負(fù)責(zé)視覺功能的重要神經(jīng)通路一旦斷掉或被堵死,大腦就會(huì)繞道。

掌管觸覺感受的神經(jīng)通路,本來在視知覺中極少被用到,但是現(xiàn)在能作為替補(bǔ)上場(chǎng),發(fā)揮“看東西”的作用??磥恚竽X也懂得“條條大路通羅馬”。

事實(shí)上,大腦很像一臺(tái)待在黑暗腦殼里的解碼器。當(dāng)外界的各種感官信息輸送進(jìn)來后,不管這些信息是光子、空氣壓縮波、分子濃度,還是壓力、質(zhì)地或溫度,都會(huì)被統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成腦中的通用語言:電化學(xué)信號(hào)。

正是這黑暗劇場(chǎng)里的生物化學(xué)反應(yīng),形成了我們對(duì)現(xiàn)實(shí)的所有感知。

即使感知信號(hào)來自非同尋常的感覺神經(jīng)通路,大腦也會(huì)迎難而上,通過不斷地學(xué)習(xí)、理解新的信號(hào),來重新組織感官知覺。

這要?dú)w功于幾百萬年的生物進(jìn)化,將大腦打造成了隨機(jī)應(yīng)變的“大咖”。化腐朽為神奇的超強(qiáng)學(xué)習(xí)能力,正是源于人類大腦神經(jīng)的靈活可塑性。

巴赫-利塔是將大腦神經(jīng)的可塑性,運(yùn)用于復(fù)健醫(yī)學(xué)的先驅(qū)。

繼“按摩椅”之后,世界上涌現(xiàn)出了一些更現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)。比如,通過給耳朵輸送聲音,或是采用小幅振動(dòng)刺激前額或舌頭的方式,來向大腦傳遞視覺信息。不用眼睛,也能“看見”。乍一聽,這像是特異功能。但細(xì)想來,這也是大腦正常運(yùn)作的結(jié)果。

人類大腦特有的這種化腐朽為神奇的學(xué)習(xí)能力,為受限的感官知覺,帶來了全新的可能。

(據(jù)“科普中國”)

關(guān)鍵詞: 盲人 感官 先天

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