神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),大腦有一種特殊天賦,能夠不依靠眼睛,讓天生的盲人學(xué)會“看東西”。
“按摩椅”讓先天盲人也能“看見”
1969年,《自然》刊發(fā)了一篇頗具科幻色彩的論文,文中詳細描述了一種很奇怪的儀器,通過“按摩”盲人的后背,能夠讓他們“看見”東西。
讓我們還原一下實驗情景:
一個先天盲人,沒有任何視覺經(jīng)驗,躺在一張類似牙科治療椅的裝置上??茖W(xué)家在他旁邊安裝了一臺配有變焦鏡頭的老式攝影機。
治療師用手搖的方式移動攝影機,來掃描盲人面前的景象。生成的影像被傳送進身后的儀器中,儀器把經(jīng)過處理的視覺信號,傳輸給治療椅背上的刺激點矩陣。
具體來說,景象中光線弱的部分,對應(yīng)的矩陣刺激點會震動,而光線強的部分,就不震動。這些觸點會直接刺激盲人的后背皮膚,像是按摩椅一樣。
經(jīng)過20—40個小時的密集訓(xùn)練后,神奇的事情發(fā)生了——盲人不僅能夠區(qū)分垂直線、斜線和曲線等不同的線條,還能辨認圓形、長方形、三角形等常見的幾何形狀。
在學(xué)會操控攝影機后,透過變焦鏡頭,盲人能夠瞄準房間的不同位置,來識別電話、椅子、杯子等各種物體,并描述它們之間的位置關(guān)系。
逐漸地,他們開始能感知到面前的三維立體空間:物體的遠近,能夠?qū)е聢D像產(chǎn)生大小變化;從不同的視角觀察物體,它的形狀會被扭曲;物體的背光面會投下陰影等。假如有人朝鏡頭扔一個球過來,盲人會很自然地躲避。
借助這個“觸覺—視覺”儀器,盲人甚至還學(xué)會了辨識人臉。
更不可思議的是,他們還能“觀察到”人物的外表和舉止的變化。比如,他們描述某位女士:“她今天把長發(fā)放下來了,而且沒有戴眼鏡。她正把右手移到腦后?!?/p>
為什么刺激后背,大腦就能夠“看見”呢?
這項研究的主要負責人保羅·巴赫-利塔曾對使用盲杖的盲人進行了細致地觀察和研究。盲人在行走時,會前后掃動盲杖,盲杖的尖端經(jīng)由皮膚上的觸覺感受體,來告訴盲人路況信息。
巴赫-利塔深受啟發(fā):盲杖可以看作是盲人和物體之間的“接口”。通過盲杖在手上的壓力觸感,形成諸如房間擺設(shè)這樣的空間信息。
因此,手上的皮膚及其觸覺感受體,就像一個信息收集站。它們可以替代視網(wǎng)膜,使圖像在大腦中形成。
“按摩椅”正是以類似的方式,讓盲人能夠“看見”。簡單來講,這是大腦在看東西,而不是眼睛。
隨機應(yīng)變的大腦
巴赫-利塔的這項前瞻性實驗結(jié)果證實了“感官替代”理論。
具體而言,這是指負責視覺功能的重要神經(jīng)通路一旦斷掉或被堵死,大腦就會繞道。
掌管觸覺感受的神經(jīng)通路,本來在視知覺中極少被用到,但是現(xiàn)在能作為替補上場,發(fā)揮“看東西”的作用??磥?,大腦也懂得“條條大路通羅馬”。
事實上,大腦很像一臺待在黑暗腦殼里的解碼器。當外界的各種感官信息輸送進來后,不管這些信息是光子、空氣壓縮波、分子濃度,還是壓力、質(zhì)地或溫度,都會被統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成腦中的通用語言:電化學(xué)信號。
正是這黑暗劇場里的生物化學(xué)反應(yīng),形成了我們對現(xiàn)實的所有感知。
即使感知信號來自非同尋常的感覺神經(jīng)通路,大腦也會迎難而上,通過不斷地學(xué)習(xí)、理解新的信號,來重新組織感官知覺。
這要歸功于幾百萬年的生物進化,將大腦打造成了隨機應(yīng)變的“大咖”?;酁樯衿娴某瑥妼W(xué)習(xí)能力,正是源于人類大腦神經(jīng)的靈活可塑性。
巴赫-利塔是將大腦神經(jīng)的可塑性,運用于復(fù)健醫(yī)學(xué)的先驅(qū)。
繼“按摩椅”之后,世界上涌現(xiàn)出了一些更現(xiàn)代化的設(shè)計。比如,通過給耳朵輸送聲音,或是采用小幅振動刺激前額或舌頭的方式,來向大腦傳遞視覺信息。不用眼睛,也能“看見”。乍一聽,這像是特異功能。但細想來,這也是大腦正常運作的結(jié)果。
人類大腦特有的這種化腐朽為神奇的學(xué)習(xí)能力,為受限的感官知覺,帶來了全新的可能。
(作者張舒喻 據(jù)“科普中國”)
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