我眼前是一幅动听的画面

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《当彩色的声音尝起来是甜的》是科学松鼠会的第一本科普读物，而这个将通感进行到底的标题所描述的境界，也是一些科学家不遗余力追求的理想——一直以来，科学家们不断尝试让失明者的世界出现光明，并探索背后机理。近日来自耶路撒冷希伯来大学的艾拉·斯特里姆-阿米特（Ella Striem-Amit）和阿米尔·阿梅迪（Amir Amedi）教授发现，在仪器帮助下，即使从未有过视觉体验，先天失明的人们也能用视觉皮层处理“听到”的信息。他们的成果于2014年3月6号发表在《当代生物学》期刊上[1]。
研究人员在实验中使用了一种感官替代设备（sensory substitution divice, SSD），能够用小型摄像机捕捉图像，并将视觉信号转换、编码成失明者尚有的感官，如味觉和听觉。随着技术的改良，这类仪器正变得更加轻巧好用，性能也更好。实验中使用的设备叫做the vOICe，能够通过听觉帮助识别黑白的人像、面孔、户外场景和文字等等。彩色加强版的Eye Music软件也已面世。
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我眼前是一幅动听的画面

the vOICe将图像转换成声音，帮助失明者用听觉“看见”世界。即使先天失明的人，在识别身形、面孔等景象时，也会用到视觉皮层的纹外体区（左上橙色区域）。图片来源：AMIR AMEDI?S LAB
5 D9 J! x& I) D: v" A研究小组让一批先天失明的人学习使用该仪器，每个人的学习时间不超过70个小时。这之后，研究人员对他们进行了功能核磁共振成像（fMRI）分析，观察他们在“看”东西时的脑部活动，并与正常人的进行对比。
, d* `+ Z, [+ m9 m8 m1 u果壳网对文章的通讯作者阿米尔·阿梅迪教授进行了专访。“视力差的人和失明不久的人都可以用the vOICe和其它的感官替代设备（如彩色版的EyeMusic）。后天失明的人事实上会更有优势，他们有过视觉体验和视觉想象，这有利于感官替代。”谈及对实验对象的选择，阿梅迪向果壳网介绍道：“之所以选择先天失明的人，是因为我们对没有视觉体验的大脑比较感兴趣。此前一般认为，没有视觉体验的情况下，视觉皮层不会发育出正常的功能结构，而我们想知道先天失明的人在这里有没有保留一些功能（例如纹外体区对人体型的偏好）。”
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我眼前是一幅动听的画面

利用感官替代设备使失明者“看见”的过程示意图。图片来源：AMIR AMEDI?S LAB
( S+ T: P9 K0 t, q8 P. `) j( [$ R阿梅迪指出，弱视的人和失明不久的人都可以使用the vOICe和其它的感官替代设备（比如EyeMusic）。事实上，“后天失明的人事实上会更有优势，他们有过视觉体验和视觉想象，这有利于感官替代。”阿梅迪说。
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我眼前是一幅动听的画面

头戴感官替代设备的阿梅迪本人。图片来源：AMIR AMEDI?S LAB
他们发现，失明的受试者视觉皮层中的纹外体区（extrastriate body area, EBA）被激活了，不过比正常人的激活区域略小一点。不仅如此，当研究者们要他们借助仪器区分人的身体轮廓、物品、面孔和材料质地的时候，通常处理触觉和听觉（失明者一般主要依赖这两个感官）的脑区没有动静，只有纹外体区很活跃。
“实验中的这批失明者在某些报告自己所见的实验中确实对接受的视觉信息进行了处理，但我们倾向于认为他们视野内的样子和我们不一样。”阿梅迪告诉果壳网：“然而，在实验中他们的纹外体区在辨认代表体型的非视觉（而是听觉）信号时激活了，这说明纹外体区，包括其它的一些视皮层区域，并不只限于处理视觉信息，”
+ Y) P+ n$ a8 O: o# m不仅如此，对失明者的脑部功能连接分析发现，他们视觉皮层的双侧纹外皮质和枕颞中回（一般认为它的功能包括面孔识别）间有连接，同时纹外体区和颞上沟之间也存在连接，而后者是将顶叶（可处理触觉）和颞叶（处理听觉）划分开的一个结构。“我们觉得这些功能连接是在接受the vOICe使用训练之前就存在的，”阿梅迪表示，“我们的训练项目总计大约70小时，其中只有10小时用于学习体型识别，而这些时间完全不够一个成年大脑形成全新的连接。因此，我们觉得失明者可能在训练前就能通过其它信息接收方式激活纹外体区识别体型，例如用手感受一个洋娃娃的体型。”
经过训练的失明者能够借助Eye Music完成包括颜色识别在内的任务。视频来源：AMIR AMEDI?S LAB
9 a1 Z% D+ Z) Z- a. S9 n+ h/ a这项研究首次阐明，利用感官替换设备，失明者可能借助纹外体区的功能“看见”这个世界。“我们开始理解，大脑不仅只是一个感觉机器，按照不同形式的感官处理进行分区（如视觉皮层）”阿梅迪教授说道：“它更像是个相当灵活的任务处理器：每片区域有着特定的任务或者计算方式，并且对任何形式的感官信号输入都能执行功能。在我们的实验中，失明者们能够用纹外体区处理声音信号，因为后者传递了体型信息，而这正好是EBA的专长。我们之前的研究也表明，失明者还能够运用视觉语言中枢辨识盲文或在the vOICe的协助下阅读印刷文字。”
1 _, a) ^1 H' M* J“是时候从视觉恢复上转移研究重心，关注感官替代（让失明者重获‘光明’）了。”他们的研究为感官替代技术打下了理论基础；而适当的技术和训练也被证实能够“唤醒”长期失明者的视觉皮层——哪怕是从未有过视力的人。他们希望有一天，失明者能够通过廉价的非侵入设备，通过其它感官来重新获得视力。
参考文献：

Striem-Amit and Amedi, Visual Cortex Extrastriate Body-Selective Area Activation in Congenitally Blind People ‘‘Seeing’’ by Using Sounds, Current Biology (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.02.010

文章题图：Amir Amedi's lab
! F/ E7 d' O2 G相关的果壳网小组环球科技观光团        ?眼与视觉

古月雨田

不过那个里面用的技术和这篇文章涉及的还不完全一样

戰一

什么时候能有脑电波的发射器跟接收装置，这样就能直接用大脑交流了