Что такое замещение чувств и чем оно может помочь при потере слуха
Человек воспринимает окружающий мир сразу через несколько каналов: зрение, слух, осязание, обоняние и вкус. При нарушении работы одного из них мозг способен активнее использовать информацию, поступающую через другие органы чувств. Эта способность связана с нейропластичностью – свойством нервной системы изменять свою работу и адаптироваться к новым условиям.
На этом принципе основано сенсорное замещение: информация, которую человек не может полноценно получить через один орган чувств, преобразуется в сигнал, доступный другому. Например, звуковую информацию можно преобразовать в вибрации, воспринимаемые кожей.
Исследования сенсорного замещения ведутся уже несколько десятилетий. Сегодня это направление интересно в том числе с точки зрения помощи людям с нарушениями слуха: ученые изучают, насколько эффективно мозг способен научиться извлекать информацию о звуках из тактильных сигналов.
Содержание:
Что такое сенсорное замещение
Как мозг компенсирует недостаток слуховой информации
Дэвид Иглмен и идея «услышать» звук через кожу
Можно ли научиться воспринимать звук через вибрации
Как это связано с реабилитацией слуха
Почему зрение помогает человеку со сниженным слухом
Сенсорное замещение и сенсорное расширение
Может ли это заменить слуховой аппарат
Что исследования говорят о возможностях мозга
Что такое сенсорное замещение
Сенсорное замещение, или sensory substitution, – это способ передачи информации через непривычный для нее сенсорный канал. При этом задача состоит не в том, чтобы буквально заставить человека «слышать кожей» или «видеть языком», а в том, чтобы предоставить мозгу информацию в форме, которую он способен научиться распознавать.
Существуют и более технологичные решения. В экспериментах зрительную информацию с камеры преобразовывали в тактильные или электрические стимулы, а звуковые сигналы – в вибрации на поверхности тела.
Главная идея остается одной: мозгу важен не только канал поступления информации, но и возможность научиться распознавать закономерности в получаемых сигналах. Именно это свойство нервной системы делает сенсорное замещение возможным.
Как мозг компенсирует недостаток слуховой информации
Раньше представление о работе мозга было довольно жестким: считалось, что определенные его участки предназначены исключительно для обработки информации от конкретного органа чувств. Современные исследования показывают более сложную картину.
При длительном ограничении слуховой информации может происходить кросс-модальная пластичность – изменение взаимодействия между сенсорными системами. Например, при глухоте или снижении слуха зрительная и соматосенсорная информация в определенных условиях может активнее вовлекать области мозга, связанные со слуховой обработкой.
Гораздо правильнее говорить о способности мозга перераспределять ресурсы и учиться эффективнее использовать доступную сенсорную информацию.
Дэвид Иглмен и идея «услышать» звук через кожу
Одним из известных популяризаторов и исследователей сенсорного замещения стал американский нейробиолог Дэвид Иглмен. В своем выступлении на TED в 2015 году он рассказал о возможности передавать мозгу информацию через необычные сенсорные каналы и продемонстрировал экспериментальную систему для людей с глубокой потерей слуха.
Принцип устройства был достаточно наглядным. Микрофон улавливал окружающие звуки, компьютерная система преобразовывала их в определенные комбинации сигналов, а специальный жилет с вибромоторами передавал эти комбинации на кожу человека. Получалась своеобразная цепочка.
Вместо привычного акустического сигнала пользователь ощущал на теле сложные последовательности вибраций. Задача заключалась в том, чтобы со временем научиться связывать определенные вибрационные паттерны со звуковой информацией.
Можно ли действительно научиться воспринимать звук через вибрации
Кожа человека способна различать вибрации, их интенсивность, расположение и изменение во времени. Если звуковой сигнал преобразовать в последовательность таких стимулов по определенному алгоритму, появляется дополнительный канал получения информации. Но обучение здесь имеет принципиальное значение.
| 1 |
Сначала – набор непонятных ощущений
На первых этапах вибрационный рисунок может восприниматься просто как набор необычных ощущений
|
| 2 |
Затем мозг находит закономерности
Постепенно мозг учится находить в них повторяющиеся закономерности и связывать их с определенными событиями или информацией
|
В своем TED-выступлении Иглмен демонстрировал результаты раннего эксперимента с человеком, родившимся глухим. После нескольких дней обучения участник начинал распознавать определенные слова по вибрационным паттернам. При этом сам исследователь подчеркивал экспериментальный характер работы и необходимость дальнейшего обучения и изучения технологии.
Как сенсорное замещение связано с реабилитацией слуха
При снижении слуха главная задача реабилитации – обеспечить человеку максимально доступное восприятие звуковой информации и речи. Для этого сегодня применяются проверенные методы и технические средства: слуховые аппараты, а при соответствующих показаниях – кохлеарные импланты и другие решения.
Сенсорное замещение относится к другому направлению. Оно предполагает, что часть информации о звуковом окружении может поступать дополнительно через тактильный канал. Например, вибрационный сигнал потенциально способен сообщать пользователю о появлении или изменении определенного звука.
Почему зрение помогает человеку со сниженным слухом
Для понимания речи мы используем не только слух. В обычном разговоре человек одновременно воспринимает голос, выражение лица, движения губ, жесты и контекст ситуации.
При снижении слуха зрительная информация может приобретать особенно большое значение. Возможность видеть лицо собеседника и движения его губ помогает дополнять неполную слуховую информацию. Исследования нейропластичности также показывают взаимодействие слуховой и зрительной систем при потере слуха.
Но это не означает, что зрение автоматически становится «острее». Скорее мозг может научиться активнее использовать визуальные подсказки для решения задачи, для которой раньше было достаточно слуховой информации.
Сенсорное замещение и сенсорное расширение – не одно и то же
Исследования Дэвида Иглмена интересны еще одной идеей. Если мозг способен научиться интерпретировать необычный поток информации, обязательно ли ограничиваться заменой утраченного чувства?
Так возникла концепция сенсорного расширения (sensory addition) – передачи человеку информации, которую его естественные органы чувств непосредственно не воспринимают.
|
● Сенсорное замещение
Компенсирует недостаток информации от одного органа чувств, передавая ее через другой канал. Например, звук – через вибрации на коже
|
● Сенсорное расширение
Теоретически создает новые способы взаимодействия с миром: например, информация о состоянии технических систем или данные, которые обычно считывают с приборов
|
Пока многие подобные возможности остаются исследовательским направлением. Однако они помогают ученым лучше понять один из фундаментальных вопросов нейробиологии: насколько гибко мозг способен работать с новыми источниками информации?
Может ли сенсорное замещение заменить слуховой аппарат
Сенсорное замещение и слухопротезирование решают разные задачи.
| Технология | Как работает |
|---|---|
| Слуховой аппарат | Работает с сохранившейся слуховой функцией: принимает звук, обрабатывает его с учетом особенностей снижения слуха и передает акустический сигнал пользователю |
| Вибротактильная система | Преобразует звуковую информацию в стимулы другого типа – например, в вибрации на коже |
Поэтому противопоставлять эти технологии неправильно. Сенсорное замещение представляет интерес прежде всего как дополнительное направление исследований нейропластичности и реабилитации. Возможность его применения в конкретной ситуации зависит от характера и степени нарушения слуха, используемых средств коррекции и индивидуальных особенностей человека.
Что исследования сенсорного замещения говорят о возможностях мозга
История сенсорного замещения показывает, что наши органы чувств и мозг нельзя рассматривать как совершенно независимые системы. Зрение, слух и осязание взаимодействуют, а нервная система способна изменять способы обработки поступающей информации.
При потере слуха такая пластичность может помогать человеку активнее использовать зрительные и тактильные сигналы. Но нейропластичность имеет свои ограничения, а характер изменений значительно различается у разных людей. Современные научные обзоры специально предостерегают от слишком простого представления, будто одна сенсорная система автоматически берет на себя функции другой.
Исследования в этой области продолжаются. Вибротактильные интерфейсы, новые носимые устройства и методы обработки сигналов дают ученым дополнительные возможности изучать, как мозг учится работать с непривычными потоками информации.
Материал носит информационный характер и не заменяет консультацию специалиста.
Среди богатого разнообразия методик и технических средств для оценки звуковосприятия наиболее эффективным является аудиометрия с помощью специализированного оборудования. Использование электронных аудиометров сочетает точность диагностики с высокой скоростью обследования. Такой тест слуха не требует внедрения измерительных датчиков глубоко в слуховой канал; как следствие, безопасен для человека и не вызывает дискомфорта либо болезненных ощущений.
Проверка слуха – это быстрая, безболезненная и информативная процедура, которая позволяет выявить снижение слуха на ранней стадии, иногда еще до того, как оно становится заметной проблемой. Однако многие люди откладывают обследование, не зная, что их ждет на приеме, и какие тесты будут проводиться.
В этой статье мы подробно разберем каждый метод диагностики слуха: от простого осмотра до высокоточных аппаратных исследований.
Мы привыкли заботиться о сердце, зрении, суставах – а вот слух редко попадает в список приоритетов. Между тем внутреннее ухо – один из самых чувствительных органов. Оно зависит от хорошего кровоснабжения, получает питание через мельчайшие сосуды и не умеет восстанавливаться при повреждениях. Все то, что вредит сосудам и нервной ткани, вредит и слуху.
