Живой мозг. Удивительные факты о нейропластичности и возможностях мозга - Дэвид Иглмен

Рис. 4.16. Поток данных от протеза передается на кожу туловища

_{Печатается с разрешения автора}

Данная методика применима и в случае, когда теряется чувствительность живой ноги — так происходит при болезни Паркинсона и ряде других заболеваний. В этом случае мы помещаем в носок датчики, измеряющие параметры движения и давления на конечность, а данные с них передаются браслету Buzz. Благодаря этому пользователь понимает, в каком положении его стопа, опирается ли он на нее в настоящий момент и насколько ровна опорная поверхность.

Тактильные ощущения можно использовать также для решения проблем с равновесием. Помните наязычный электродный дисплей в разработках Пола Бах-и-Риты? Этот дисплей способен на большее, чем просто замещать зрение. Рассмотрим случай консультанта по реабилитации Шэрил Шильтц, которая утратила чувство равновесия после того, как вестибулярный аппарат в ее внутреннем ухе повредился из-за лечения антибиотиками. Шэрил лишилась возможности вести нормальную жизнь, поскольку уже не могла постоянно поддерживать тело в равновесии и постоянно падала. Она узнала о новой разработке, которая могла бы помочь ей: ученые создали шлем, оборудованный датчиками для отслеживания наклона головы49. Полученные данные передавались наязычной плате: когда голова была ориентирована строго прямо, сигнал электростимуляции ощущался по центру платы, при наклоне вперед перемещался к кончику языка, при наклоне назад — соответственно к его задней части. Наклон головы в ту или иную боковую сторону передавался смещением электрического сигнала вправо или влево. Таким образом устройство позволяло человеку, начисто лишившемуся чувства равновесия, получать представление о наклоне своей головы через ощущения на языке.

Шэрил записалась добровольцем на испытание устройства, но с изрядной долей недоверия. Однако эффект проявился немедленно: пока на голову был надет шлем, мозг понимал информацию, поступавшую неведомыми ему путями, а Шэрил в свою очередь сохраняла равновесие головы и тела. После нескольких сеансов Шэрил вместе с командой разработчиков обнаружили остаточный эффект: если она носила шлем в течение десяти минут, то могла нормально сохранять равновесие в течение еще десяти минут после того, как снимала его. Женщину настолько впечатлил этот эффект, что после первых экспериментов она бросилась благодарно обнимать разработчиков.

Кстати, новости оказались еще лучше, чем она предполагала. Поскольку в результате использования платы мозг Шэрил перестраивал свои нейронные подключения, после снятия шлема продолжительность благоприятного остаточного эффекта постепенно увеличивалась. Мозг догадывался, как принимать шепот неповрежденных сигналов и усиливать их, руководствуясь сигналами, поступающими от шлема. Через несколько месяцев Шэрил смогла значительно сократить время его ношения. Наязычная плата сработала как нейронная подстраховка и помогла Шэрил натренироваться в распознавании остаточных шепотков-сигналов от вестибулярной системы и тем самым развить необходимые навыки, чтобы отказаться от шлема.

* * *

Сенсорное замещение открывает новые просторы для компенсации утраченных сенсорных ощущений50. Однако это лишь первый шаг, и нас ждут другие, более широкие возможности за пределами сенсорного замещения, а именно расширение сенсорного восприятия. А что, если мы сможем развить наши нынешние способности к чувствованию, обострить их, расширить и активизировать? И не только восполнять утраченные, но и качественно улучшать те, что даны нам от природы?

Улучшаем периферию

Терапевтические приспособления разрабатывают для того, чтобы устранить тот или иной дефицит и вернуть положение к норме. Но зачем на этом останавливаться? Предположим, хирургия дала положительный результат или вспомогательное устройство успешно установлено, — и это прекрасно. Но почему бы еще чуть-чуть не поколдовать, чтобы наделить человека сенсорными дарованиями, не предусмотренными природой для нашего вида? Это не просто теоретизирование: вокруг нас множество примеров сверхмощных чувствительных способностей человеческого мозга.

* * *

В 2004 году музыкант и художник Нейл Харбиссон с врожденной монохромазией (отсутствием цветовосприятия) под впечатлением от перспектив в замещении зрительного восприятия звуковым вживил в костную ткань черепа eyeborg (глазборг) — устройство, которое анализирует цвета и преобразует их в звуковые волны. Звук подается на участок черепа за ухом за счет костной звукопроводимости (рис. 4.17).

Рис. 4.17. Слева: Нейл Харбиссон восполняет врожденную монохромазию вживленным в череп электронным глазом. Справа: его «сонохроматические шкалы»[26] переводят распознаваемые камерой цвета в звуковые частоты. Расширение восприятия за счет включения самых высоких и самых низких частот позволяет его звуковой системе преодолевать естественные границы чувствительности зрительной системы

_{Lars Norgaard}

Теперь, не имея возможности зрительно воспринимать цвета, Нейл слышит их. Он ловит в поле зрения устройства любой окрашенный объект и описывает, какие в нем присутствуют цвета51. Например: «Вот тут зеленый. А здесь — пурпурный».

Более того, камера его глазборга улавливает световые волны за пределами воспринимаемого человеческим глазом спектра, и при переводе цветов в звуки Харбиссон способен кодировать (и воспринимать в окружающем пространстве) инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, как это делают змеи и пчелы.

Когда Харбиссону понадобилось обновить фото на паспорте, он отказался снимать глазборг, утверждая, что это его неотъемлемая часть, такая же, как любая другая часть тела. В паспортной службе возражения Нейла оставили без внимания: согласно служебному протоколу на официальных фотографиях не допускается присутствия электронных устройств. После отказа в отделение паспортной службы посыпались письма в поддержку Нейла Харбиссона от его врача, друзей и коллег по цеху. И спустя месяц он был сфотографирован на паспорт вместе с глазборгом. По горячим следам своего успеха Нейл заявил, что стал первым официально признанным властями киборгом52.

Идею усиления сенсорного восприятия ученые продвинули еще на шаг вперед, экспериментируя с животными. Мыши, например, не способны различать цвета, но с помощью методов генной инженерии можно сконструировать им фоторецепторы, обеспечивающие цветное зрение53. Дополнительный ген дал мышам способность различать цвета. Точно так же можно усовершенствовать зрение обыкновенной беличьей обезьяны, которая в норме имеет два типа цветовых рецепторов и потому не различает зеленый и красный цвета. Но стоит снабдить их дополнительным цветовым фоторецептором, как зверьки получают в пользование цветовосприятие такого же уровня, как у людей54. А если точнее — типичного для человека уровня восприятия цветов.