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人类的语言可以帮助盲人“看到”世界。方法如下

  • 2022-08-02
  • Scien

有没有想过为什么接吻比牵手感觉更好?舌头是一个非常令人难以置信的部件,但由于它位于口腔内,因此很难研究。

显然,它让我们进入了美妙的味觉世界,但更重要的是,它对触觉的敏感度比指尖还要高。没有它,我们就无法说话、唱歌、有效呼吸或吞咽美味的饮料。

那么我们为什么不更多地使用它呢?

我的新研究调查了如何充分利用这个奇怪的器官——有可能作为一个界面来帮助有视觉障碍的人导航甚至锻炼。我知道这听起来可能令人难以置信,但请耐心听我说。

我的研究属于“感觉替代”领域的一部分,该领域是跨学科科学的一个分支,结合了心理学、神经科学、计算机科学和工程学来开发“感觉替代设备”(称为 SSD)。

SSD 将感官信息从一种感觉转换为另一种感觉。例如,如果设备是为有视觉障碍的人设计的,这通常意味着将视频输入中的视觉信息转换为声音或触摸。

舌头上的画法

脑港于 1998 年首次开发的技术就是其中之一。它将摄像机的视频输入转换成舌头表面电刺激的移动模式。

“舌头显示器”(一种形状像棒棒糖的小型设备)由 400 个微小电极组成,每个电极对应于摄像机视频输入中的一个像素。它在舌头上创建一个低分辨率的触觉显示,与相机的输出相匹配。

该技术可用于帮助中风患者保持平衡感。 2015年,美国食品和药物管理局批准将其用作为视障人士提供援助。

想象一下,将你的手举到相机前,感觉一只小手同时出现在你的舌尖上。感觉有点像有人在你的舌头上用跳跳糖画图像。

虽然 BrainPort 已经存在多年,但它在现实世界中并没有得到太多采用,尽管它比视网膜植入物便宜十倍。我使用 BrainPort 来测试人类注意力如何作用于舌头表面,看看感知差异是否是造成这种情况的原因。

在心理学研究中,有一个著名的测试注意力的方法,叫做注意力测试法。波斯纳提示范式,以美国心理学家的名字命名迈克·波斯纳谁在 20 世纪 80 年代开发了它来测量视觉注意力。

当我说注意力时,我并不是指“注意力持续时间”。注意力是指将环境中的事物带入我们意识的一系列过程。波斯纳发现我们的注意力可以通过视觉刺激来引起。

如果我们短暂地看到有东西从眼角移出,注意力就会集中在该区域。我们进化出这种方式可能是为了对潜伏在我们视野角落和边缘的危险蛇快速做出反应。

这个过程也发生在感官之间。如果你曾经在夏天坐在酒吧花园里,听到一只耳朵传来黄蜂飞来的可怕嗡嗡声,你的注意力很快就会被吸引到身体的那一侧。

黄蜂的声音会吸引您对可能到来的黄蜂的大致位置的听觉注意力,以便大脑可以快速分配视觉注意力来识别黄蜂的确切位置,并分配触觉注意力来快速拍打或躲避黄蜂。

这就是我们所说的“跨模式”注意力(视觉是感觉的一种方式,听觉是另一种方式):以一种感觉出现的事物可以影响其他感觉。

注意舌头

我和我的同事开发了波斯纳提示范式的一种变体,看看大脑是否可以像手或其他注意力模式一样在舌头表面分配触觉注意力。

我们对视觉注意力以及手和身体其他部位的触觉注意力有很多了解,但不知道这些知识是否可以转化为舌头。

这很重要,因为 BrainPort 的设计、制造和销售都是为了帮助人们通过舌头“看到”。但我们需要了解用舌头“看”是否与用眼睛看一样。

就像生活中几乎所有问题一样,这些问题的答案很复杂。

舌头确实以与手或视觉大致相同的方式对提示信息做出反应,但尽管舌头具有令人难以置信的敏感性,但与其他感官相比,注意力过程还是有点有限。过度刺激舌头很容易——导致感觉超负荷,从而很难感觉到正在发生的事情。

我们还发现舌头上的注意力过程会受到声音的影响。例如,如果 BrainPort 用户听到左侧的声音,他们可以更轻松地识别舌头左侧的信息。如果与听觉接口配合使用,这可以帮助引导注意力并减少 BrainPort 的感官过载。

就 BrainPort 的实际使用而言,这意味着管理被替代的视觉信息的复杂性,并且如果可能的话,使用另一种感觉来帮助分担一些感官负荷。

单独使用 BrainPort 可能过于刺激,无法提供可靠的信息,并且可以通过同时使用其他辅助技术来改善,例如嗓音。

我们正在利用这些发现开发一种设备,帮助有视力障碍的攀岩者攀爬时导航。

为了防止信息过载,我们使用识别攀爬点并过滤掉不太相关的信息。

我们还在探索使用声音来提示下一次握持位置的可能性,然后使用舌头上的反馈来精确定位握持位置。

经过一些调整,这项技术最终可能成为帮助盲人、聋人或盲人导航的更可靠的工具。它甚至可以帮助无法使用双手、更有效地导航或交流的截瘫患者。

迈克·理查森,心理学副研究员,巴斯大学。

本文最初发表于对话。阅读原创文章。

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