克莱尔·切斯金是个普通的美国人,因为眼睛受损而一直活在昏暗的世界里。她只能勉强看到离她特别近的大型物体;她可以分辨出人们的面部轮廓,却看不清他们的表情;同样,她可以看到高楼大厦的大致形状,却看不到大厦更具体的细节;看远处的物体?更是想都别想。
不过现在,切斯金的世界逐渐“亮”了起来,而这一切都要归功于一种新式仪器。这种新型的仪器安装有摄像仪,能够便捷地将所摄到的景象转换成一系列声音信号,即声景,从而让人们不用通过眼睛就能“看得到”,就像新生的“第三只眼”。
这类仪器的确很神奇。在一系列的相关训练后,切斯金已经可以利用它识别各类物体,而且还在仪器的帮助下,找到了被打翻的杯子。之后,她又带着这“第三只眼”在大街上,用 “第三只眼”来帮她识别公路上的路标。经过不断练习,她的视觉能力现在几乎接近常人。
感觉互换
用其他感觉来弥补失去的视觉,这种想法其实由来已久。历史上很多人都进行了尝试。说起来,其中道理并不复杂,只要将视觉信息转化到人们的其他感觉上就可以了。
1969年,一位神经学家设计了一种仪器,可以将仪器拍摄到的周围环境变成人们能感知的触觉。做法很简单:在盲人坐的椅子上装上特殊的电视摄像机,来记录周围所见的图像;然后根据图像的差别,装在椅子上的仪器给盲人的后背施加不同的振动,而振动会提醒椅子上的人看到的大概是什么样的东西。尽管这种仪器的手段有点粗暴,但它却能通过水平、垂直等线条来帮助盲人把周围的事物与身体上的感觉联系在一起。
后来,其他科学家又对这种仪器进行了一些改进:照相机获得的图片信息通过特定仪器转换成电子脉冲后,可以由舌头上邮票大小的电极组传递到舌头上,引发人的触觉使之获得外界的视觉信息。经过几次训练,这些脉冲便可以向使用者传递深度信息,仿佛打开了他们的“天眼”,让使用者感觉到有某种东西似乎就在眼前。
触觉感受毕竟比不上听觉来得敏锐,从上世纪90年代开始,经过不断摸索实验,科学家终于设计出一种可以把周围环境转换成听觉的仪器。这种仪器包括一副装有隐形摄像头的太阳镜以及一副耳机,其中太阳镜中的摄像头还可以与个人电脑建立无线联系。工作时,摄像头会不断从左向右地对景物进行扫描,然后再通过核心软件将图像转换成声景,最后再经由耳机传送到人的耳朵里,左边和右边的物体视觉信息会分别传入他们的左耳和右耳。凭借声景的差异,使用者可以判断出物体的类型:明亮的物体声音大些,昏暗的声音小些;声音的频率则代表物体在环境中的大致位置。
起初,使用者可能听不懂声景代表的是什么,但经过训练,大多数使用者最后都能利用这类仪器来“看”周围的景物了。一名来自纽约的盲人志愿者,甚至还能依靠声景判断出物品的厚度和结构。
那么,他们所谓的“看到了”是真的看到了吗,和正常视力没有区别吗?如果是这样,那大脑是如何做到的?
他们真的“看”到了吗?
传统的观点认为,大脑收集来自不同感官的数据,然后再在不同区域将各自获得的信息处理后整合成统一的外界信息。不过,这个说法并不能解释为什么有的人仅凭借听到的信息同样能获得视觉上的感受。最近,有科学家猜想,感觉也许不是我们原来认为的那样是由大脑整合出来的,而是由信息传递的方式决定的。比如,当一个人来回走动时,不管这信息是否由眼睛接收,只要他所获取的信息符合透视的规律,就会产生“看”的感觉。而如果有仪器能帮助你获得符合规律的信息,显然你照样能通过耳朵或者皮肤“看”见。因此,仪器的使用者或许是真的“看”到了。
如果这种解释是对的,那么我们得重新考虑大脑处理信息的方式了。在人们的老观念里,大脑是组合式的,枕叶、颞、顶叶皮质分别负责处理来自眼睛、耳朵和皮肤等深层器官的信息。不过,依据这个新猜测,大脑区域处理的其实是某种类型的信息,比如形状或者结构,与信息来自哪个器官无关。
在大脑里,枕叶为视觉皮质中枢,那么,当使用耳朵作为“第三只眼”时,枕叶皮质层也会被激活吗?科学家发现,经常使用仪器的“老手”,通过声景“看到”物体和环境的时候,他们的枕叶区域就开始活跃起来。可是,如果他们听到的只是一些很有特色的声音,比如一串钥匙的哗啦声,枕叶区域却明显没什么反应。这表明,当大脑处理视觉信息时,不管这种信息是否来自眼睛,枕叶都会变化;而单纯处理与视觉无关的声音(如钥匙的哗啦声),枕叶就不会变化。
科学家又做了其他的相关实验,进一步证实了枕叶区对解码声景的重要性。他们对仪器的使用者进行反复的颅磁刺激,即给他们的头部施加变化迅速的磁场。结果,使用者的枕叶区受到了干扰,枕叶区的活动被暂时抑制了。而随着磁场的增强,抑制的效果也更加显著,他们原本通过仪器“看到”的世界开始变得模糊不清,一些使用者甚至变得沮丧,认为磁场损伤了他们的大脑。
那么,大脑又是如何重新配置枕叶来处理新的信息来源呢?磁共振显示,最初听觉皮层会很“努力”对声景进行解码,是主要的活跃区,但当使用者练习了十几个小时之后,初级视皮层便开始活动起来,然后枕叶皮层也活跃起来。而这时,使用者也能比较熟练地使用“第三只眼”了。在这个过程中,大脑利用已有的连接进行了快速过渡,而且,如果进一步练习,大脑可能还可以建立新的视觉联系。