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新工具改变了感觉器官


http://www.sina.com.cn 2004年12月12日10:41 沈阳今报

  用你的舌头、皮肤或者耳朵代替眼睛“看”世界,这听起来就像是“耳朵识字”那样的伪科学。不过据最近美国《纽约时报》报道,凭借一种被称为“感觉替代”的技术,神经学家已经研制出一种设备,让其他感官替补视觉或其他受损的感觉器官,最终使病人的感觉功能得到再生。盲人能用舌头看见世界飞行员凭借知觉驾飞机

  特殊“头盔”能让人重学走路

  切里尔·施尔茨现在还能清楚地回忆起7年前的那个早晨。从那时候起,她变成了一个会走路的“陀螺”。

  那天早晨她刚刚起床。虽然不久前动过一次手术,然后服用了一点抗生素,但她感觉不错。“然后,我硬生生地跌倒在地,”她说,“周围的整个世界都开始摇晃起来。”

  后来施尔茨才知道,她服用过的抗生素竟把她大脑中“前庭”系统破坏掉了。这个系统对人非常重要,因为它能让人身体保持平衡。不过一种新的治疗手段有可能帮助施尔茨过上正常人的生活。

  技术人员将一条宽胶带放在她的舌头上。胶带上面有一排总数为144的微型电极,它们只有一张邮票那样大。宽胶带和一个水平仪连在一起。水平仪架在一顶头盔上面。在治疗时,施尔茨就戴着头盔。水平仪决定她空间的坐标,然后再把有关的信息用微弱的信号传导到她的舌头上面。

  这种被称为“大脑港”的设备十分有效。“大脑港”每天只要刺激施尔茨的舌头20分钟,施尔茨就能够重新获得控制自己身体平衡的功能了。

  “感觉替代”能让人获得通感

  像施尔茨一样,很多失去了部分感觉功能的病人都成为了“大脑港”技术的受益者。这种技术的原理很简单:让人类大脑中的某一种感觉替代另外一种感觉,专业点的说法就是“感觉替代”。

  很早就有人尝试过用人的一种知觉来替代另外一种。盲人就是用手的触觉“看”盲文。

  不过真正把感觉互相替代的研究向前推进一大步的,是美国威斯康新州医学院的神经学家保罗·瑞塔博士。

  30多年前,瑞塔博士开发出了第一种用于实现感觉替代的设备:通过一个头戴式的摄影机,把视觉图像传导到电极上,而这些电极则是用胶带粘贴在人背部的皮肤上面。瑞塔发现:人可以用背部的皮肤“看见”较大的物体,甚至用背扇动蜡烛的火光。瑞塔博士说,人的舌头要比背更加敏感,所以是能够提供“替代感觉”的更好的部位。

  一直到最近,感觉替代还曾经只是一种实验室里的技术。不过随着电子设备的微型化和功能更加强大的计算机的出现,感觉替代技术越来越有希望走向实用。等到明年1月,首个完全便携的设备就将在瑞塔博士的实验室里接受测试。

  特殊用途能造福健全的人

  “感觉替代”技术不仅对残疾人是一大福音,即使是健康人也能从中获益匪浅。使用这种技术,视觉可以在一个人的皮肤、舌头上,或者通过耳朵感受。

  大雾中的飞行员常常会看不见前方的地平线。不过他们可以凭借舌头或者身躯的知觉,继续安全稳妥地驾驶飞机。外科大夫也可以在为病人做手术时,用自己的舌头感觉到深入病人体内的探针针头。他们虽然看不见,却依然可以保证手术精确到位。

  现在就连美国政府也对这种“感觉替代”技术产生了兴趣。美国海军正在探索开发专门的“舌头设备”,帮助潜水员在伸手不见五指的海水深处找到正确的前进路线。传感器探测海洋中的波涛,向海军的特种部队“海豹突击队”队员们的舌头提示正确的航线。

  此外,飞行学员在学习驾驶飞机时,已经装备和飞机仪器连接的身体传感器。当飞机开始偏离或者改变飞行高度时,学员们就会在他们的胸前部位感受到飞机的运动。

  神奇案例

  盲人用舌头看世界

  “感觉替代”是基于以下这种想法:所有进入大脑的感觉信息都是由神经纤维输送的模型组成。

  当人看时,外部世界的形象经过人眼睛的视网膜,转换成冲动,再被眼部的神经传入大脑。这些模型进入大脑中的感觉区域,然后再被“翻译”成为本来看到的物体。“我们用大脑看,而不是眼睛看,”瑞塔博士说,“你也许会失去你的视网膜,但是你并不会失去看的能力,只要你的大脑还是完整的。”

  最最重要的是:大脑似乎并不介意模型是从眼睛、耳朵或者是皮肤上面来的。如果有合适的环境提醒,大脑就能自己翻译和理解它们。

  “对于我来说,这是自动发生的,就在几分钟以内。”一个从13岁起就失明的盲人魏恩迈尔说。最近他也试用了“大脑港”的另外一种版本。他戴的“头盔”上面安放着一个小型摄影机。从摄影机得到的视觉信息被解析成冲动,一直传到他的舌头上。

  试验的效果非常神奇:魏恩迈尔能自己找到大门,而且还能和他的小女儿一起玩石头剪刀布的猜拳游戏。他已经有20多年没有和女儿玩过这种游戏了。

  但是对大多数盲人而言,“大脑港”设备还没有产生持续的疗效。尽管如此,他们还是很惊讶自己能“看”到这么奇妙的东西。

  魏恩迈尔说,有几次他甚至能找到自己的妻子,即使她一动不动地站在门外的花园里面。但有时候,他也会把一棵树误认为是妻子。(孝文)


 
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