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科学家帮助盲人听到图像 精选

已有 5703 次阅读 2014-3-8 11:56 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察|关键词:学者

先天失明的人也可以进行摄影活动。这是将图像转化为声音的新技术,这一新技术不仅让盲人可以看见图像,而且也给神经科学研究带来新课题。

1992年,丹麦工程师PeterMeijer发明了一种能把图像通过算法转化为音乐的技术vOICeOh, I see!)。该系统首先扫瞄图像,同时将形状图像转化为声音,将高度和声音频率高低关联,例如一个从左至右的对角线图像会变成一系列音调增加的声音。但是如果是一个复杂目标,例如一个坐在椅子上的人,转化后的声音象是乱码,但只要经过训练,盲人几乎可以听清楚生活中遇到的所有图像。

2007年,以色列耶路撒冷大学神经科学家AmirAmedi开始训练先天失明者使用vOICe。经过70个小时训练,这些人都可以从简单的“点”和“线”开始逐渐听出人脸和树这样复杂的图像。头部摄像头、计算机和耳机共同组成这个系统,盲人可以利用声音单独在房间内,不用其他任何工具协助自由活动,甚至一些高手能使用照相机对焦和拍照。项目另外用10小时训练识别人的姿势,经过训练,这些受试者能够模仿看到的人体姿势。这一研究最近发表在CurrentBiology上。


大脑具有很强的可塑性,如果某一个部位功能不能被利用,这些大脑可以被其他功能取代。例如负责视觉的大片脑区,对盲人来说,因为没有视觉,将不需要解析视觉信息,那么这些脑区可以被听觉等功能取代。这方面在过去也有不少相关研究。但分析这些受试者大脑电活动时,研究人员非常吃惊。因为研究人员发现,这些先天失明的人正是使用正常人分析图像的视觉皮层完成听觉图像识别功能。或者说盲人的视觉皮层功能仍被保留。

Amedi说传统的大脑感觉组织模型不能解释这一现象,因为这些人只是听到声音信息,是用声音来解析图像,但并没有真正看到图像,科学家长期以来一直认为,如果没有视觉信息的刺激,视觉皮层不能正常发育,例如一个非常经典的例子是在出生后遮挡猫的一只眼睛,即使视网膜完全正常,这只眼睛也看不到任何东西,因为视觉信号在关键发育阶段没有和中枢建立联系。人类的弱势形成的道理也类似于这个,一些斜视者,由于一侧视觉信息降低,导致中枢性视觉功能下降,至今仍没有好的手段治疗这种弱势。文章合作者,哈佛大学神经科学家EllaStriem-Amit认为应该提出新的理论来解释这个现象。这个研究表明,大脑是一个任务机,不是一个感觉机。对大脑皮层自身来说,只要是信息,它并不关心信息来自耳朵还是眼睛,你听到的图像也照常接受。

华盛顿大学神经科学家IoneFine认为这一研究确实给一种新理论提供了非常好的证据,这种理论认为不同的外来信息不会影响大脑的工作类型,但失明者毕竟属于极端情况,因此需要更深入的研究。如果这个观点正确,人类大脑的许多类似功能,例如语言、阅读和书写等可能存在更密切的关联。

科学http://news.sciencemag.org/biology/2014/03/computer-program-allows-blind-see-sound

论文:http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822%2814%2900148-1

网站:http://www.artificialvision.com/javoice.htm



https://m.sciencenet.cn/blog-41174-774143.html

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