Израильские ученые: мозг слепых видит

Ученые из Еврейского университета в Иерусалиме, исследовавшие мозг слепых, смогли ответить на вопрос, долгое время считавшийся в медицине неразрешимым. Психологи и нейрофизиологи уже давно пытаются решить проблему — существуют ли в головном мозге особые центры, отвечающие за такие виды интеллектуальной деятельности, возникшие лишь несколько тысяч лет назад, как чтение и восприятие числовых символов. Хотя о существовании подобных центров уже давно говорили многие ученые, неясно было, за какую деятельность они отвечали на заре становления человечества, когда еще не была изобретена письменность. 

В последнем номере журнала Nature Communications опубликованы результаты исследования, проведенного группой сотрудников лабораторий изучения мозга и органов чувств Еврейского университета во главе с Сами Аббудом и Амиром Амеди. Ученые доказали, что так называемые «визуальные» области мозга активны и у слепых людей, что у них они работают через слух.

«Такие “визуальные” области мозга активны даже у слепых от рождения. Эти участки до изобретения письменности были задействованы для решения других визуальных задач, таких как восприятие линий, углов и их пересечений», — отметил Аббуд в интервью The Jerusalem Post.

Ранее в науке господствовало мнение, что в головном мозге существуют зоны, ответственные за восприятие информации из того или иного органа чувств, например, зрительная кора для зрения и слуховая — для слуха. Внутри таких зон выделялись более мелкие участки, отвечающие за конкретные виды деятельности. Например, участки, отвечающие за восприятие визуальной формы слов, которые якобы идентифицировали слова и буквы по их графической форме еще до того, как они связывались с соответствующими звуками и реалиями, которые они символизируют.

Исследование иерусалимских ученых показывает, что мозг может быстро адаптироваться к новым сферам деятельности. Собственно физическое видение не является необходимым условием для активизации мозговых центров, ответственных за обработку визуальной информации. Более важным является способность к взаимодействию и обработке данных. Так, слепые, читая книги, напечатанные шрифтом Брайля, задействуют те же самые «визуальные» области коры головного мозга, что и зрячие.

Ученые установили наличие особых моделей взаимодействия между участками визуального восприятия чисел и зонами обработки математической информации в правом полушарии мозга, а также между участками визуального восприятия слов и зонами обработки лингвистической информации в левом полушарии. Подобный механизм может объяснить, каким образом наш мозг способен адаптироваться к постоянным технологическим инновациям современности. Интересно, что мозг воспринимает букву «О» иначе, чем цифру ноль, хотя визуально эти символы идентичны.

Чтобы понять, каким образом мозг способен моментально адаптироваться к технологическим нововведениям, исследовательская группа под руководством Аббуда используюет уникальные инструменты, известные как «устройства замещения органов чувств» (SSD, sensory substitution devices).

«SSD-накопители помогают слепым в их повседневной жизни, а также создают новые возможности для научных исследований», — отмечает Амир Амеди. SSD-накопители получают информацию из одного органа чувств и передают в другой. Таким образом, например, слепые получают возможность с помощью смартфона или компьютера с веб-камерой создавать мысленный образ видимого объекта, получать информацию о его размере, объеме и цвете.

«Подобные устройства способны помочь слепым в их повседневной жизни, кроме того они открывают уникальные возможности для ученых, позволяющие понять, что происходит в зоне мозга, которая в обычных условиях связана с каким-то одним органом чувств, в той ситуации, когда соответствующая информация поступает из другого органа», — подчеркивает Амеди.

Аббуда и его коллег интересовал также вопрос, способны ли слепые люди использовать участки, отвечающие за восприятие визуальной формы слов, так же, как зрячие, или же эти зоны активизируются только в случае «нормального» чтения с помощью глаз. Исследование показало, что те же самые «визуальные зоны» используются слепыми, когда они учатся «видеть» через звук.

«Эти зоны сохраняются и активизируются даже у слепых от рождения, которые никогда не ощущали, что значит видеть», — отмечает Аббуд. Исследователи использовали магнитно-резонансную томографию для изучения деятельности мозга слепых, когда те с помощью компьютерных устройиств учились идентифицировать зрительные объекты с помощью звука. Было установлено, что когда такие пациенты учатся узнавать буквы по их внешним очертаниям или различные позы человеческого тела, в большей степени активизируются не органы чувств (зрение или слух), а соответствующие участки мозга.

«Мы полагаем, что путем использования технических средств, даже без хирургического вмешательства, будет возможно восстановить мозг слепого для решения визуальных задач», — убежден Амеди. Его лаборатория создала несколько специализированных устройств, помогающих слепым идентифицировать объекты и осуществлять навигацию в пространстве путем метода «сенсорной замены». Метод их действия состоит в том, что они переводят визуальную информацию, видимую веб-камерой или камерой смартфона, в форму звуковых символов.

В минувшем году лаборатория Амеди создала прибор, который с помощью инфракрасных лучей идентифицирует находящиеся вблизи препятствия и сообщает о них незрячему пользователю с помощью звука или вибрации. Устройство, получившее название EyeCane, позволяет, например, незрячему человеку обнаружить открытую дверь на расстоянии около четырех с половиной метров.