23 декември 2009 г.

Виж това, което чувам

Представете си, че отново е понеделник. Независимо дали ставате веднага, щом чуете будилника, или по-скоро обичате да се излежавате до последния възможен момент, просто си представете, че е понеделник сутрин, работната седмица започва, а Вашият будилник тъкмо е звъннал. Събуждате се, отваряте очи и… въпреки изгрялото вече слънце около Вас продължава да е тъмно, пълен мрак.


Предполагам, че така горе-долу изглежда началото на деня за повечето от 45-те милиона слепи хора, живеещи по света. Можете да си представите какво следва оттук нататък: ставане, обличане, сутрешен тоалет, закуска – все неща, които ние приемаме за даденост и вършим без да се замисляме. Сигурен съм обаче, че ако човек е достатъчно любопитен да добие някаква, макар и бегла, представа за ежедневие без никакво зрение, като например се опита да върши известно време всичко със затворени или завързани очи, ще се откаже най-късно, когато се олее с кафето, намаже с мармалад ръкава на пуловера си вместо филията хляб или си върже обувките жестоко на възел. Разбира се, всички тези дейности, извършени без помощта на никакво зрение, не представляват трудност за слепите хора - те са се научили да се справят с тях и без визуална информация. Дори и по-сложни дейности като четене, писане, работа на компютър и т.н., които за повечето от нас сигурно биха били невъзможни без да виждаме книгата, химикалката или мишката на компютъра, не са проблем за хора, които живеят без зрение. Изумителна е и способността на слепите хора например да играят футбол - дисциплина, която е част от параолимпиадата (вж. клипчето като кратък пример за това, до каква степен липсата на зрение може да бъде компенсирана).


За съжаление, тази пластичност на мозъка и на човешкото поведение има своите граници. Има и дейности, при които човек се нуждае от зрението си, колкото и добре да може да компенсира липсата му с помощта на информация от другите сетива. Самата компенсация, на чиито големи възможности можем само да се възхищаваме, се постига често след доста дълъг период на упражнения. Някои хора обаче губят зрението си дълго след като са изградили своя начин на живот и за тях тепърва започва една бавна, мъчителна борба, чрез която те трябва да се напаснат към новия за тях свят. Поради тези причини изследователи от различни области на науката се опитват от доста години да създадат уреди или машини, чрез които зрението на хората може да бъде възвърнато или заместено до някаква степен.

Разработваните методи се различават най-вече по това, коя част от зрителната или някаква друга сензорна система трябва да компенсират (т.е., коя част от зрителната система е засегната – например ретина, зрителен нерв, части от мозъка и т.н.); дали включват хирургическа намеса; или по начина, по който зрението бива заместено: например чрез слухова или тактилна информация.

Един от методите без хирургическа намеса, който ми направи впечатление още преди няколко години, е разработен от д-р Питър Б. Л. Майер (Peter B.L. Meijer) и се нарича „The vOICe“ (visual-to-auditory sensory substitution device). Аз лично научих за него от изследвания, които д-р Амир Амеди (Amir Amedi) от Департамента по Физиология на Йерусалимския Университет беше представил на няколко конференции. Уредът изглежда като чифт модерни слънчеви очила и принципът му на действие е грубо казано превръщането на зрителна в слухова информация. Отделните дялове на мозъка, които отговарят за преработката на зрителна, слухова и други видове информации, не са толкова независими едни от други, колкото се смяташе доскоро. Напротив, между тях съществуват както преки, така и недиректни връзки. Ето защо с уред като The vOICe и с помощта на слухова информация хора без зрение може би биха могли да постигнат преживявания/възприятия („qualia“), които се доближават максимално до истинските визуални такива.


Очилата съдържат камера, която записва зрителната информация. Тази информация бива трансформирана в слухова с помощта на софтуеър, който не е прекалено голям или тежък, така че всеки може спокойно да го носи в раница на гърба си, и след това бива представена чрез слушалки на слепия човек. Алгоритъмът, чрез който програмата превръща информацията от черно-бяла картинка в звуци, е базиран най-вече на следните три правила:


1) Зрителната информация бива „разчетена“ отляво надясно.

2) Височината на картинката (т.е. на визуалната информация) бива кодирана с височината на тона.

3) Колкото по-светла е картинката, толкова по-висок е звукът (т.е. амплитудата на звука, не тонът). Тишина = черен цвят; висок, ясен звук = бял цвят; всички други амплитуди на звука, които са по средата, отговарят на различни нюанси на сивото.


Примери за това, как звучи подобна трансформирана „зрителна” информация има тук, тук и тук (натиснето върху съответните картинки, за да чуете съответните звуци). Разбира се, за пълноценното ползване на подобна технология се изисква известно време и тренировка, но е показано, че хората се учат сравнително бързо. Слуховото „зрение”, което придобиват, не е същото като истинското, но има няколко важни предимства: може да помогне на хора, които са загубили наскоро зрението си и не могат да го компенсират по друг начин, тъй като не са тренирали от малки да се справят в един свят без визуална информация; може да улесни ежедневието на слепите хора, независимо кога и как са загубили зрението си; може да помогне на хора, които по рождение са слепи, да придобият представа какво би било да виждаш.


Най-интересното е, че изследванията на д-р Амир Амеди (на неговата страница има качени някои от тях в пдф-формат) показват, че мозъците както на виждащи, така и на невиждащи хора, които използват The vOICe, се активират по подобен начин при разпознаването на обекти. Една част от мозъчната кора, наречена латерален окципитален комплекс (ЛОК) [lateral occipital complex, LOC], се активира, когато възприемаме цял обект и неговата форма (а не например несвързани помежду си части от обект или пък само неговата повърхност) и то независимо от това дали го виждаме или пипаме. Това свойство на ЛОК е довод за учените да смятат, че тази част на мозъчната кора е отговорна за обработването на цялостната информация относно геометричната форма на обектите, които възприемаме. Именно ЛОК се активира след съответната тренировка и при слепи участници в експериментите на д-р Амеди, когато те чуват звуците, трансформирани чрез The vOICe и представляващи звуковата версия на визуално показани обекти. Важен момент в това изследване е, че други контролни експерименти показват, че активирането на ЛОК чрез звукова информация е специфично за The vOICe и за обработената от тази технология информация за геометричната форма на обекти. Звуци, които са типични за тези предмети, или пък които биват научени на базата на асоциации „звук-предмет”, но не носят информация за геометричната форма на съответния предмет, не активират ЛОК. От всичко това може да се направи смелото предположение, че с помощта на The vOICe слепите хора могат да „чуват” визуална информация относно формата на различни обекти. За ентусиастите сред Вас: софтуерът на The vOICe може да бъде свален безплатно, свързан с личния компютър и уеб-камерата или пък с някои модели на телефон Nokia и пробван в домашни условия: така може да "чуете" това, което вашата камера вижда. Моите лични адмирации към българската компания Blue Edge Bulgaria, която е развила софтуера за телефонната версия на The vOICe.
Въпреки че тази и други подобни технологии все още не са развити до съвършенство, в тях има огромен потенциал. Използването на този потенциал би могъл да доведе до решителни успехи в усилията на учените за създаването на изкуствено зрение.

Искам да завърша с кратко филмче, което може би някои от вас вече са виждали. Става дума за едно момче, което е сляпо по рождение, но което се е научило само (!) да живее без особени трудности в същия свят, в който живеем и ние, само с помощта на... цъкането с език, което то използва точно както прилепите използват ехото и слуховата информация за да "виждат".

Няма коментари:

Публикуване на коментар