声音而不是视力可以替代视力

普遍的看法是,如果在婴儿早期就剥夺了大脑的视觉皮层的视觉信息,它可能永远无法正常发挥其功能专长,从而使生命后期的视力恢复几乎不可能。

耶路撒冷希伯来大学和法国的科学家现在表明,盲人-使用专业的摄影和声音设备-实际上可以“see”并描述对象,甚至识别字母和单词。

声音而不是视力可以替代视力由埃德蒙和莉莉·萨夫拉(Edmond and Lily Safra)脑科学中心的埃米尔(Amir Amedi)教授以及希伯来大学以色列和加拿大医学研究所组成的一组研究人员进行的这项新研究获得了博士学位。候选人Ella Striem-Amit已展示了如何通过使用独特的训练范式和感觉替代设备(SSD)来实现这一成就。

SSD是非侵入性的感官辅助工具,可通过其现有感官为盲人提供视觉信息。例如,在临床或日常环境中使用视觉到听觉的SSD,用户可以佩戴连接到小型计算机(或智能手机)的微型相机和立体声耳机。

图像被转换成“soundscapes,”使用可预测的算法,允许用户收听然后解释来自摄像机的视觉信息。使用该设备的盲人参与者的视力水平在技术上超过了世界卫生组织(WHO)的世界公认的失明标准,该标准在同一小组的先前研究中已经发布。

所得到的视力虽然不是常规的,因为它不涉及人体的眼科系统的激活,但在它实际上激活了大脑中的视觉识别网络的意义上,视力也同样是可见的。

该研究表明,在Amedi实验室开发了专门的(但相对简短的)70个小时的独特训练范例之后,盲人可以轻松地使用SSD将图像表征为物体类别,例如面部,房屋,身体形状,日常图像对象和纹理。他们还可以识别更复杂的日常物品— locating people’的位置,识别面部表情,甚至阅读字母和单词(用于演示,电影和更多信息: http://brain.huji.ac.il/)。

这些最新的行为结果已在本期著名的《神经科学》杂志上发表, 神经元.

希伯来大学的研究进一步进行了实际测试,当盲人学会用声音看时,大脑中发生了什么。具体地说,该小组测试了这种高敏锐视力激活据称处于休眠状态的盲人视觉皮层的能力,即使该技术被教导只能在成年期通过声音处理视觉图像。

Amedi教授和Ella Striem-Amit使用功能磁共振成像(fMRI)来测量出生盲人的神经活动“saw” — using the SSD —字母,面孔,房屋,日常物品和身体形状的高分辨率图像。令人惊讶的是,不仅声音激活了他们的视觉皮层,而且他们的大脑对视觉类别具有选择性,这些视觉类别是正常发育的有视觉能力的大脑的特征。

大脑的特定部分,称为视觉单词形式区域,或VWFA—这是最早由有识之士发现的人。法国Pitie-Salpétriere医院-INSERM-CEA的Laurent Cohen和Stanislas Dehaene,本文章的合著者—通常是非常有选择性的。

在有视力的人中,它具有阅读作用,并且比其他任何视觉对象类别更能通过阅读和阅读字母来激活它。令人惊讶的是,在这一地区,被视障者也发现了同样的情况。他们的VWFA在经过数十小时的SSD使用培训之后,对字母的激活程度超过了所测试的其他任何视觉类别。

实际上,VWFA的变化是如此可塑性,以至于其中一位研究参与者接受了不到两个小时的培训,显示出SSD字母的激活增加。

“我们认为成年人的大脑更灵活,”阿米迪教授说。实际上,来自各个小组的这项研究和其他近期研究表明,多个大脑区域并不特定于他们的输入感觉(视觉,听觉或触觉),而是特定于他们执行的任务或计算,可以通过各种方式进行计算。 (此信息在Amedi研究小组的最新评论中进行了总结,该评论发表在《神经病学当前方向》杂志上。)

所有这些表明在盲人中,大脑区域可能是“awakened”阿梅迪说,如果使用了适当的技术和培训方法,即使经过多年甚至是终生失明,也无法处理视觉属性和任务。

这些发现还希望将输入重新引入盲人大脑的视觉中心有可能恢复视力,并且SSD可能对视觉康复有用。

“SSD可以像本研究一样帮助盲人或有视觉障碍的人学习处理复杂的图像,或者它们可以用作感官解释器,为来自外部设备(例如,仿生眼” says Prof. Amedi.



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