传统中医学有一种理论:人的五官具有一定的关联性,一个感官发生变异必然引起其他感官的相关反应。同样,在某项感觉失灵的时候,神秘的自然之手会促使其他的感觉功能异常强大,进而部分代替失去的感觉的作用。
那么,可以利用这样的理论来帮助感知功能障碍的人们来恢复视力或者听力吗?威斯康星大学的康复医学与生物医学工程教授保罗・巴赫里塔相信这是可以做到的。他领导的研究小组发明了一种电子装置,利用所谓的“替代感知”理论试图通过舌头来帮助盲人“看到”周围的世界。这种被冠名为“大脑端口”的设备具有很好的适应性,盲人只需要通过简单的学习和训练就能够通过它来辨明附近的环境状况。
感官如何“互替”
这套系统看似非常简单,其主要组成部分是一个高技术的微型摄像机,经由细细的电线同一个“棒棒糖”式的塑料棒装置连接。通过微型摄像机拍摄图像,然后将图像信息转换为一组规则的电信号,再通过含在口腔中的塑料棒来对舌头的特定部位发送电脉冲,而舌头上丰富的神经分布收到电流刺激后就会将其传导到大脑的相关区域,并由其相关的大脑皮层区域将这种刺激转换为相应的视像感觉。
系统所使用的微型摄像机直径约为1英寸(约合2.54 厘米),位于使用者所佩戴的太阳镜的中间。信息可以传输到一个手机大小的便携式控制装置上。接着,这一装置将数字信号转化为电脉冲,通过塑料“棒棒糖”发送至舌头。“棒棒糖”含在嘴里,里面有一个由600个电极组成的正方形格子,根据图像表面上的光量发出不同强度的脉冲。白色像素具有强脉冲,而黑色像素则意味着没有任何信号。
单纯的表述或许不能使读者完全明白,怎么能用舌头来“看到”外面的世界呢?用海豚来类比或许合适。众所周知,海豚的视力并不强,在光线晦暗的大海中就如同盲眼一样,那么它们是如何在海中来去自如的呢?海豚首先发出一种频率很低的次声波,这些次声波能够很快在海水中传导,遇到障碍物和凸起的地形就反射回来,海豚用耳朵接收这些反射回来的次声波,并且通过解析这些次声波在大脑中组合成周遭环境的图像信息,即使在伸手不见五指的深海中穿行,也是灵活自如。海豚看周围的世界并不是通过眼睛,而是用耳朵听出来的。
同样,人类在某些情况下也能够使用别的感觉器官来代替失效的眼睛或者耳朵,比如使用手语进行沟通或者通过声音来分辨周围的环境。巴赫里塔教授着力研究的却是利用舌头对电脉冲刺激的反应来代替视觉的技术。
视力保健和研究公司“灯塔国际”已经着手将巴里赫塔教授的系统进行商业化开发运作。使用过这套装置的试验者们认为,如果通过20小时的培训和学习,就能够辨别控制装置发来的图像信息,甚至能够解读出不同的脉冲电信号包含的含义。科学家还做了一个形象的比喻,学用舌头感觉图像信息就如学骑自行车,是一种认知的过程。不过,使用者必须要上下左右活动头部,以感觉图像、物体和周围环境――就像正常人活动眼睛一样。
负责制造“大脑端口”系统的开发商Wicab公司主席罗伯特・贝克曼介绍说:“它可以让盲人感知‘显示’在舌头表面的周围环境。借助于这一装置,他们还可以辨别像皮球一样的物体,区别字母表中的各种字母。虽然盲人不一定就能用它来看书,但一定可以识别信号。”
“感联网”第一步?
显然贝克曼主席关注的是这种目前拟售价一万美元左右新商品的市场前景。“大脑端口”现在正在接受美国食品与药品管理局的审批,一旦审批通过,可能即刻开始对第一批消费者提供产品。但巴赫里塔教授关心的则是更加深入的层次。人类具备视、听、嗅、味、触觉,还有了解自身肢体状态的本体觉和平衡觉。但是借助“大脑端口”一类的感觉交换装置,就可以衍生出丰富多彩的感觉来。
试想这样一种场景,你在网络上下载了一款菜单,可以通过电子“棒棒糖”的电脉冲刺激来了解到每一个菜肴的实际味道。或者可以通过电子接触装置实际感受到万里之外巴黎时装博览会上时尚衣料的柔滑触感。医生也能通过电子感知系统来进行远程手术,因为所有的感觉都跟现场相同,所以手术的难度较之现在的远程手术大大降低。
(摘自《环球》2009年第22期)