Языковой дисплей обманывает чувства, чтобы спасать людей
Более 40 лет назад один американский учёный всерьёз задумался над свойством мозга гибко перестраивать собственную работу при травме тех либо иных участков коры. Он посвятил жизнь данной теме, а сейчас его изобретение может перевернуть жизнь миллионов несчастных.
Как мы знаем, что утратив, например, обращение, из-за травмы головы, человек имеет шанс вернуть её опять в неком количестве, не смотря на то, что за неё будет отвечать уже другой участок мозга, как будто бы обучившийся заново. Имеется и другие примеры гибкости отечественной нейронной сети.
Врач Пол Бачирита (Paul Bach-y-Rita) из университета Висконсина (University of Wisconsin-Madison) не просто изучал эту проблему. Он перевёл её в технологическую плоскость, задав себе вопрос: запрещено ли показывать на новые участки коры сигнал, допустим, с камеры, дабы человек, утративший зрение, снова начал видеть?
Сейчас Бачирита знает ответ. Он воплощён в виде набора электроники, именуемой машинно-мозговой интерфейс, а конечным узлом комплекса есть «Языковой дисплей» (Tongue Display Unit — TDU).
Устройство с десятками электродов, создающих не сильный покалывание на языке сообразно яркости пикселей на картине, снимаемой камерой.
Из-за чего как раз язык? Как ни необычно, ещё лет тридцать назад Пол начал подобные опыты с «трансляцией» картины на кожу.
Но неспешно, пробуя опять и опять, заключил , что лучше языка в качестве чувствительного элемента — не отыскать.
Врач Бачирита занимается изучением адаптации мозга много лет (фото с сайта brainportinfo.com).
Сама машина — это камера, закрепляемая на голове больного, компьютер, преобразовывающий сигнал и, фактически, дисплей TDU.
Проверка работоспособности прибора продемонстрировала, что он может значительно больше, чем кроме того полагали его создатели.
Увидим, возможно было бы экспериментировать с TDU самим, но так как его коллег и учёного интересовала не столько сама техника, сколько реакция мозга на неё. Потому испытания необходимо было совершить по-честному.
Эрик Вайенмайер (Erik Weihenmayer) утратил зрение, в то время, когда ему было 13 лет. С того времени для него практически 22 года состоялись в безотносительной темноте.
А в первый раз «забрезжил свет» для него (увы, лишь фигурально) совсем сравнительно не так давно — в то время, когда он попал к Полу Бачирита.
Он дал согласие опробовать TDU и, что страно, свыкся с машинкой практически за десятки мин..
Как растолковывал подопечный учёного, только сперва ему приходилось соображать, что свидетельствует то либо иное сочетание покалываний на языке, но скоро мозг уже автоматом преобразовывал сигналы устройства в некую картину (благо когда-то Эрик видел и не забывал, что это такое).
Практически иные участки коры, не связанные изначально со зрением, начали работату как «видеоплата» компьютера — преобразовывая для сознания Вайенмайера «показ» на языке в визуальные образы, пускай с маленьким разрешением и без цвета.
Уже через час общения с прибором Эрик смог пройти через дверной проём, чуть позднее и вовсе поразил присутствующих таким сложным действием, как перехват мячика, катящегося по полу.
Слепой Эрик замечательно ориентируется, общаясь с псом Сиго (фото с сайта brainportinfo.com).
Но, как выяснилось, принцип эластичной перестройки мозга трудится не только со зрением. Эта необычная история случилась с Шерил Шильц (Cheryl Schiltz).
в один раз утром она проснулась и, поднявшись на ноги, заметила: помещение кружится около, и предметы отчаянно атакуют её со всех сторон.
Это не было опьянением. Обследование продемонстрировало, что Шерил всецело утратила вестибулярную функцию, мозг отказывался нормально «просчитывать» ориентацию в пространстве.
«Расследование» медиков установило, что виной тому — долгий курс антибиотика gentamicin, что она принимала сравнительно не так давно, в то время, когда лечилась от какой-то важной инфекции.
Это произошло во второй половине 90-ых годов двадцатого века. Весьма редкое заболевание, а правильнее — химическая травма, перевоплотила жизнь девушки в кошмар, что закончился только сравнительно не так давно, по окончании того, как Шерил испытала TDU.
Дабы хоть как-то ходить, Шерил приходилось прибегать к помощи друзей, а время от времени она делала это и сама — на маленькие расстояния, вовсю напрягая сознание, не инстинктивно и машинально, как мы, а в мыслях, соображая, как она стоит, ориентируясь на положение горизонта.
Сигналы же «жидкостного уровня», встроенного в нас, мозг Шерил не принимал.
Бачирита сделал вывод, что трансляция картины с головной камеры на язык Шерил (притом, что она нормально видит) может оказать помощь ей в сохранении равновесия.
Так и вышло — качающийся языковой пейзаж неспешно заменил в голове Шерил утерянный вестибулярный контроль, наряду с этим, разумеется, были задействованы иные участки коры.
Через некое время Шильц смогла в одиночку прогуляться по городу в час пик, ни с кем не столкнувшись и не упав. Она совершала приобретения в магазине, примеряя платья, и была в восхищении — как будто бы возвратилась в прошлое, в то время, когда была здорова.
Шерил идёт по бревну (фото с сайта brainportinfo.com).
Но самое необычное — работа с TDU давала эффект «инерции». Скажем, по окончании трёх мин. ходьбы с прибором во рту Шерил имела возможность ещё 60 секунд нормально ходить и без него.
Что наряду с этим происходит в мозге — ещё предстоит узнать.
Но картина, в то время, когда Шерил, у которой обычный вестибулярный механизм так и не восстановился, проходит без посторонней помощи по бревну — самым наглядным образом демонстрирует потенциал разработки врача Бачирита.
До тех пор пока сигнал с электроники на языковой дисплей идёт по проводам, но в принципе это возможно сделать через радиоинтерфейс.
Тогда человек, пользующийся прибором, не очень сильно будет выделяться в толпе, разве что камерой на лбу и компьютером на поясе. Это маленькая плата за возможность вернуть зрение.
