Ћеденец BrainPort позвол€ет слепым видеть €зыком

17.03.2011, 18:57
»сточник: Membrana.ru



Ћеденец BrainPort позвол€ет слепым видеть €зыком
ƒл€ передачи визуальных сигналов от сетчатки к коре головного мозга необходимо около двух миллионов оптических нервных волокон. –азработанное неврологами компании Wicab устройство позвол€ет получать визуальную информацию через небольшую цифровую камеру с диаметром объектива около 1,5 см (фото Andy Starnes/Post-Gazette).

ћозг Ц живой инструмент, способный гибко перестраивать свою работу при травмах, например, "обучив заново" какой-то функции другой участок коры взамен повреждЄнного. ¬озникша€ на фоне этого иде€ одного американского учЄного спуст€ сорок с лишним лет помогает вернутьс€ к полноценной жизни люд€м, лишившимс€ света дн€.

√ибкость нейронной сети человека, однажды восхитивша€ доктора ѕола Ѕачирита из университета ¬исконсина в ћэдисоне (University of Wisconsin-Madison), постепенно стала главной темой его жизни. Ѕачирита не просто изучал этот вопрос, но и задалс€, на первый взгл€д, фантастической целью: как можно на практике транслировать в кору мозга внешний видеосигнал, чтобы ослепший человек вновь начал видеть?

Cложно передать радость Ёрика ¬айенмайера (на снимке), когда после двадцати лет в абсолютной темноте он попал к доктору Ѕачирите и уже через час взаимодействи€ с прибором смог пройти через дверной проЄм, а позже и вовсе перехватить кат€щийс€ по полу м€ч (фото University of Wisconsin-Madison).
Cложно передать радость Ёрика ¬айенмайера (на снимке), когда после двадцати лет в абсолютной темноте он попал к доктору Ѕачирите и уже через час взаимодействи€ с прибором смог пройти через дверной проЄм, а позже и вовсе перехватить кат€щийс€ по полу м€ч (фото University of Wisconsin-Madison).

Ќевролог поразил учЄный мир тем, что вышел за пределы эскизов и графиков и воплотил свои размышлени€ в виде экспериментального "машинно-мозгового интерфейса", ключевым элементом которого был "€зыковой дисплей" (Tongue Display Unit Ч TDU), прототип нынешнего устройства. TDU обладал уже несколькими дес€тками электродов, которые создавали слабое покалывание на €зыке сообразно €ркости пикселей на картинке, снимаемой видеокамерой.

¬ 2009 году университет ¬исконсина в ћэдисоне объ€вил о выходе в свет нового устройства, развивающего идеи "€зыкового диспле€", Ц оно получило название BrainPort.

ƒоктор ѕол Ѕачирита (1934-2006) ещЄ в конце 1960-х начал проводить эксперименты с визуальным воспри€тием через тактильный контакт (фото с сайта lumen.nu/University of Wisconsin-Madison).

ƒоктор ѕол Ѕачирита (1934-2006) ещЄ в конце 1960-х начал проводить эксперименты с визуальным воспри€тием через тактильный контакт (фото с сайта lumen.nu/University of Wisconsin-Madison).

ѕриуроченный к релизу видеосюжет показывает, как прибор позвол€ет Ёрику вести самую нормальную жизнь, включа€ альпинистские упражнени€ и игру в "камень-ножницы-бумага" с дочкой.

BrainPort работает по такому алгоритму: видеосигнал поступает от камеры в процессор, который управл€ет зумом, €ркостью и другими параметрами картинки. ќн также преобразует цифровые сигналы в электрические импульсы, фактически принима€ на себ€ функции сетчатки.

BrainPort состоит из миниатюрной видеокамеры, закреплЄнной в районе лба, помещающегос€ в руке процессора и так называемого леденца Ц небольшой решЄтки из электродов, накладывающейс€ на €зык (фото Wicab).

BrainPort состоит из миниатюрной видеокамеры, закреплЄнной в районе лба, помещающегос€ в руке процессора и так называемого леденца Ц небольшой решЄтки из электродов, накладывающейс€ на €зык (фото Wicab).

«атем данные направл€ютс€ на поверхность €зыка, к "леденцу" — массиву электродов площадью 9 см2, каждый из которых соответствует сразу нескольким пиксел€м в камере. „исло электродов в нынешних прототипах составл€ет от 100 до 600 с небольшим штук. »нтенсивность же света напр€мую вли€ет на силу тока и длительность электрических сигналов, которые ощущает €зык.

“акже электродна€ решЄтка обеспечивает пространственную ориентацию, то есть вспышка в центре зрительного пол€ отобразитс€ в виде импульса в середине решЄтки. ≈щЄ одно видео, демонстрирующее различные нюансы использовани€ "Ѕрейнпорта", сн€ла команда CBS News.

 ак увер€ют разработчики, нужно "лишь научитьс€ использовать" это устройство, подобно тому как впервые учатс€ ездить на велосипеде. —кептики утверждают, что дл€ реального приобретени€ навыков нового зрени€ с помощью "Ѕрейнпорта" требуютс€ далеко не дни и даже не мес€цы — впрочем, это в любом случае не срок дл€ людей, обречЄнных иначе всю жизнь проз€бать в темноте.

Ѕелые точки передаютс€ высоким уровнем электрического сигнала, чЄрные Ц отсутствием напр€жени€. ”сеивающие €зык нервные окончани€ воспринимают эти импульсы, по описанию добровольцев, подобно пузырькам шампанского.  ак дело обстоит дальше Ц в визуальную или соматосенсорную область коры поступают данные Ц остаЄтс€ пока не€сным.<br></br>¬ любом случае через 15 минут (по утверждению представителей Wicab) с начала использовани€ "Ѕрейнпорта" незр€чие пациенты начинают воспринимать пространственную информацию и понемногу ориентироватьс€ (фото Daily Contributor).

Ѕелые точки передаютс€ высоким уровнем электрического сигнала, чЄрные Ц отсутствием напр€жени€. ”сеивающие €зык нервные окончани€ воспринимают эти импульсы, по описанию добровольцев, подобно пузырькам шампанского.  ак дело обстоит дальше Ц в визуальную или соматосенсорную область коры поступают данные Ц остаЄтс€ пока не€сным.

¬ любом случае через 15 минут (по утверждению представителей Wicab) с начала использовани€ "Ѕрейнпорта" незр€чие пациенты начинают воспринимать пространственную информацию и понемногу ориентироватьс€ (фото Daily Contributor).

BrainPort пока ещЄ недоступен дл€ широкой продажи и распростран€етс€ только в рамках некоторых гуманитарных программ, но при желании через сайт можно св€затьс€ с Wicab и убедить их в своЄм намерении посодействовать испытани€м прибора. “ам же есть информаци€ и о другом ноу-хау компании Ц BrainPort Balance, предназначенном дл€ пациентов с хроническим нарушением равновеси€.

“ак современна€ техника помогает нам оценить чудесную способность мозга к "самопочинке". ѕоступающие извне сигналы обрабатываютс€ в различных отделах коры в зависимости от типа сенсорной системы-передатчика. Ёто запечатлено и в названи€х зон неокортекса: зрительна€ кора, слухова€ кора и так далее.

ѕри повреждении глаз информаци€ перестает поступать в соответствующие центры, и человек лишаетс€ зрени€, несмотр€ на работоспособность ответственного за это отдела коры. Ќо если зрительные сигналы приход€т посредством другой сенсорной системы Ц то, как нам демонстрирует BrainPort, слепые прозревают (кстати, недавно было установлено, что слепые активно задействуют визуальную кору дл€ слуха).

ќдин из последних широко растиражированных прессой примеров успешного применени€ технологии Ц случай ефрейтора  рейга Ћундберга (Craig Lundberg), 24-летнего уроженца Ћиверпул€, потер€вшего зрение в результате взрыва гранаты в »раке 22 марта 2007 года. Ѕританские военные хирурги отвезли Ћундберга в Ўтаты дл€ дальнейшего обучени€ использованию устройства BrainPort. ќно сейчас продолжает совершенствоватьс€ в рамках программы по реабилитации ослепших ветеранов группой разработчиков во главе с бывшим генерал-майором армии —Ўј √ейл ѕоллок (Gale Pollock, свои цели она излагает в этом <a href="https://www.youtube.com/watch?v=TVrUPCVWGV0">видеоролике</a>).<br></br>“ем не менее недоверчивый экс-ефрейтор до сих пор больше полагаетс€ на своего пса-поводыр€ √юго, которого очень любит. "BrainPort просто €вл€етс€ средством обеспечени€ моей мобильности, а не решением всех проблем и концом моей инвалидности", Ц по-военному чеканит в своих интервью Ћундберг (фото AP и с сайта liverpoolecho.co.uk).

ќдин из последних широко растиражированных прессой примеров успешного применени€ технологии Ц случай ефрейтора  рейга Ћундберга (Craig Lundberg), 24-летнего уроженца Ћиверпул€, потер€вшего зрение в результате взрыва гранаты в »раке 22 марта 2007 года. Ѕританские военные хирурги отвезли Ћундберга в Ўтаты дл€ дальнейшего обучени€ использованию устройства BrainPort. ќно сейчас продолжает совершенствоватьс€ в рамках программы по реабилитации ослепших ветеранов группой разработчиков во главе с бывшим генерал-майором армии —Ўј √ейл ѕоллок (Gale Pollock).

“ем не менее недоверчивый экс-ефрейтор до сих пор больше полагаетс€ на своего пса-поводыр€ √юго, которого очень любит. "BrainPort просто €вл€етс€ средством обеспечени€ моей мобильности, а не решением всех проблем и концом моей инвалидности", Ц по-военному чеканит в своих интервью Ћундберг (фото AP и с сайта liverpoolecho.co.uk).

ѕусть разрешение монохромного пол€ зрени€, обеспечиваемого новым устройством, и ограничено числом электродов, в любом случае приговорЄнные к слепоте люди вид€т не п€тна, а предметы Ц и снова могут совершить привычные действи€: налить кофе, нажать кнопку лифта, прочесть надпись на стене.

язык в качестве "протеза глаз" поначалу кажетс€ экзотическим выбором, но это не каприз исследователей. —люна отлично проводит электрические импульсы, а нервные волокна в €зыке расположены очень близко к поверхности. ћожно сказать, €зык практически идеален дл€ зрени€ — после глаз.


 лючевые слова:
видеть слепым
электроды
устройство
импульсы мозга
Ѕрейнпорт
работа мозга
Ѕачирита
University
инструмент
Ћеденец BrainPort
слепым видеть €зыком
ћозг Ц живой инструмент
работу при травмах
другой участок коры
американского учЄного
к полноценной жизни
»нформационные роботы
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

–оботы дл€ св€зи и общени€


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.