Однако ученые нашли способ обойти этот процесс. Они придумали, как генерировать изображения непосредственно в мозге. Чтобы видеть их, глаза не нужны вовсе. Прием, который они использовали для достижения этой цели, лишний раз продемонстрировал, как работает зрение. И теперь исследователи готовы предложить слепым людям способ обработки визуальных сигналов, который не задействует глаза.
Зрячий человек видит благодаря попадающему в глаза свету. Чувствительные к этому излучению клетки, обнаружив его, отправляют электрические сигналы по зрительному нерву в зрительную кору, находящуюся в задней части мозга. В этот момент человек ещё ничего не осознает. Это происходит только после обработки «сырой» визуальной информации. Зрительная кора играет важнейшую роль в восприятии человеком окружающего мира. Она, например, иногда генерирует оптические иллюзии - даже если у вас превосходное зрение. Еще более поразительно то, что, стимулируя её, можно заставить человека видеть, не задействуя глаза. Именно эта перспектива интригует ученых, исследующих зрение.
Описанный феномен стал изучаться давно - ещё в 50-х годах прошлого века. Серьезный успех в его понимании был достигнут в шестидесятых благодаря ученым из Лондонского университета. Они имплантировали электроды в мозг двух слепых человек и подавали слабые токи в разные области их зрительной коры. Всякий раз участники эксперимента видели белые пятнышки и сообщали, в какой именно области обзора это происходит. Основываясь на этих показаниях, ученые связали разные области мозга с теми или иными участками поля зрения. Выяснилось, что часть зрительной коры, которая называется V1, является точной проекцией зрительного поля на физическую структуру мозга. Удивительно то, что результаты этого исследования подтвердили корректность карт человеческого зрения, которые были составлены во время Первой мировой войны врачами, исследовавшими нарушения восприятия у раненых солдат.
Получив эти результаты, исследователи задумались о том, насколько точной может быть проекция изображения в зрительном поле. Ученые предположили, что, воздействуя на область V1, они могли бы объединять единичные пятнышки света (фосфены) в различные образы, например, буквы. По их мнению, это могло бы сработать наподобие пикселей, складывающихся в более сложные картинки. К сожалению, опыты последующих нескольких десятилетий не принесли положительного результата. Но в мае этого года в журнале «Cell» представители уже нынешнего поколения ученых сообщили о том, что им удалось совершить долгожданный прорыв.
Поначалу проблемы преследовали и их. Оказалось, что одновременная стимуляция нескольких областей V1 посредством массива электродов не дает отображения нескольких фосфенов. Участники эксперимента сообщали, что видели один яркий источник света, а не несколько отдельных точек. Этот факт в конечном итоге дал ключ к решению проблемы. Ученые предположили, что электрические токи, направленные в разные области, объединяются, активируя больше участков V1, чем нужно. Поэтому они решили пойти другим путем.
Отказавшись от идеи создания всего изображения сразу, они обратились к последовательной прорисовке контуров. Это потребовало определенной фантазии, так как в распоряжении исследователей было всего 24 электрода и, соответственно, ровно столько же возможных точек индикации света в мозгах слепых людей. Тем не менее, им удалось справиться с задачей наилучшим образом - манипулируя электрическими сигналами, ученые научились прорисовывать буквы, включая один фосфен за другим!
Участники эксперимента не только видели эти литеры, но и показывали их движениями пальцев. Один из них распознавал символы раз в две секунды с точностью 92%. Этот успех по-настоящему взволновал исследователей, так как одной из главных целей всех тех, кто работал над решением проблемы, начиная с шестидесятых годов, было создание чего-то вроде протеза для потерявших зрение людей. Возможность же прорисовывать символы непосредственно в зрительной коре открывает огромные перспективы. Так, например, можно создать компьютерные алгоритмы, которые, получая информацию от камер, закрепленных на одежде слепого человека, могли бы помогать ему с навигацией, прорисовывая те или иные символы прямо у него в мозге. Естественно, до получения соответствующей технологии, пригодной к использованию в повседневной жизни, ещё очень далеко. Но первый шаг в этом направлении уже сделан, и это прекрасно.
