Попробовать свет на вкус: Устройство позволяет слепым «видеть» с помощью языка

Очки, соединенные с электронным «леденцом», помогают слабовидящим людям получать зрительные образы через другие каналы.

В 1960-х нейробиолог Пол Бах-уай-Рита предположил, что мы видим не глазами, а мозгом. Теперь на основе этой теории создано новое устройство, которое поможет частично восстановить зрение у слепых и слабовидящих людей, передавая в мозг сигналы, поступающие на поверхность языка.

В США практически слепым считается человек, который может видеть объекты на расстоянии примерно до семи метров, во многих других странах практически слепыми считаются люди с углом обзора 20 градусов.

Для передачи сигнала от сетчатки (чувствительной к свету внутренней оболочки глаза) к зрительной зоне коры головного мозга используется около двух миллионов оптических нервов. Устройство под названием BrainPort , разрабатывающееся нейробиологами из Миддлтона, штат Висконсин, собирает визуальную информацию с помощью цифровой видеокамеры диаметром около 1,5 сантиметров, которая установлена на солнечных очках. Минуя глаза, информация передается в портативный базовый блок, который немного крупнее сотового телефона. Этот блок, оснащенный микропроцессором и такими функциями, как фокусировка, регулировка светочувствительности и стабилизатор, преобразует цифровой сигнал в электронные импульсы, выполняя функцию сетчатки.

Микропроцессор передает сигнал к языку через так называемый «леденец», матрицу электродов площадью около девяти квадратных сантиметров, которая кладется непосредственно на язык. Каждый электрод соответствует комплекту пикселей. Белые пиксели передают сильные электрические импульсы, а черные не передают сигнал. Поверхность языка богата нервными окончаниями, принимающими электронные сигналы, которые на ощупь воспринимаются пользователем примерно как пузырьки шампанского.

До сих пор остается неясно, передается ли информация в зрительную область коры головного мозга, куда обычно передаются зрительные импульсы, или в соматосенсорную, где перерабатываются импульсы от языка. Исследователи не знают точного ответа на этот вопрос.

Как езда на велосипеде

В любом случае, в течение пятнадцати минут после начала использования устройства, слепые люди начинают постепенно интерпретировать информацию, полученную от BrainPort, говорит Уильям Сайпл, руководитель исследования из некоммерческой исследовательской организации Lighthouse International. Электроды соотносятся с пикселями таким   образом, что если камера уловит осветительный прибор посреди темной комнаты, электрическая стимуляция будет производиться в центре языка.

«Этому нужно научиться, так же как езде на велосипеде», - говорит Арнольдассен, и добавляет, что процесс аналогичен тому, как учится видеть ребенок. Сначала предметы кажутся странными, но со временем они становятся знакомыми».

Сайпл работает с четырьмя пациентами, которые упражняются с BrainPort один раз в неделю, и отмечает, что они быстро научились находить двери, кнопки лифтов, читать буквы и цифры, и брать чашки и вилки на столе не шаря по нему руками. «Сначала я был изумлен возможностями этого устройства, - сказал он. - Один парень заплакал, когда первый раз смог прочитать букву».

В ближайшее время прибор будет направлен в   Управление по контролю за продуктами и лекарствами на апробацию. К концу 2009 года устройство может быть одобрено и может появиться в продаже по цене около 10.000 долларов за штуку.

Трудности с проверкой зрения

Компания тестирует BrainPort в сотрудничестве с отделением глаз медицинского центра Питтсбургского университета. Специалист по подбору очков Эмми Но протестирует устройство и сравнит его с другими приборами, такими как имплантируемые в сетчатку или кору чипы, и разработает критерии для оценки развития искусственного зрения.

«Мы не можем просто использовать таблицы для проверки зрения. Необходимо отступить на шаг назад и описать элементарные сигналы, которые получают эти люди, - говорит Но. - Они видят черно-белые пиксельные изображения. Как можно проверить зрение?»

Но особенно заинтересована в BrainPort, так как это в отличие от имплантов это не инвазивное устройство.

Возможно ключ в задействовании языка, который представляется идеальным органом для восприятия электрического тока. Слюна в данном случае служит как хороший проводник, говорит Сайпл. Свою роль также играет то, что нервные окончания языка расположены очень плотно, и находятся ближе к поверхности языка, чем на любом другом органе осязания. (Например, поверхность пальцев покрыта слоем отмерших клеток, который называется роговым слоем).

«Многие ослепшие люди мечтают о том, чтобы вернуть зрение», - говорит Но. Хотя техники сенсорного замещения не могут полностью восстановить зрение, они дают достаточное количество информации для ориентации в пространстве. BrainPort может помочь не только слепым, но и людям с дефектами зрения, такими как глаукома, которая приводит к потере периферического зрения, и дистрофия желтого пятна, при которой ухудшается восприятие в центре поля зрения.