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

Кроме того, мы разработали тактильно-звуковой заместитель в виде браслета на запястье (Buzz), у которого всего четыре моторчика. Степень разрешения у него ниже, но для многих людей с учетом их образа жизни он более практичен. Пользователь Филипп рассказал нам о своем опыте ношения браслета Buzz на работе в ситуациях, когда он забывал выключить воздушный компрессор:

«Я по обыкновению оставляю его включенным, пока хожу туда-сюда, и тогда коллеги говорят: “Смотри-ка, ты опять не выключил компрессор”. А теперь я ношу Buzz и чувствую: что-то работает. И сразу проверяю, не включен ли компрессор. И уже сам напоминаю коллегам, что они забыли вырубить его. А они каждый раз искренне удивляются: “Постой, а ты-то откуда знаешь?”»

Филипп сообщает, что может определить, когда лают его собаки, в кране журчит вода, звонит входной звонок или жена зовет его (раньше она никогда не произносила его имя, а сейчас это вошло у нее в привычку). Беседуя с Филиппом через полгода после того, как он начал пользоваться устройством Buzz, я тщательно протестировал его внутренний опыт: воспринимает ли он работу Buzz на своем запястье как вибрации, которые следует расшифровать, или же улавливает звуковые сигналы напрямую? Проще говоря, когда на улице завывает сирена скорой помощи, ощущает ли он это как вибрацию на коже, обозначающую включенную сирену, или же сразу знает, что где-то там к больному спешит скорая помощь. Филипп ясно дал понять, что верен второй вариант: «Я воспринимаю звук, который у меня в голове». Точно так же, как вы при виде акробата получаете мгновенное представление, что перед вами акробат (а не оцениваете, какие фотоны уловили ваши глаза), или сразу понимаете, что пахнет корицей (вместо того чтобы сознательно анализировать молекулярный состав химического вещества, раздражающего слизистую вашего носа), так и Филипп слышит окружающую реальность.

* * *

Идея конвертировать звук в тактильное ощущение не нова. В 1923 году психолог из Северо-Западного университета Роберт Голт узнал о слепоглухой десятилетней девочке, утверждавшей, что она может чувствовать звук кончиками пальцев, как Хелен Келлер (1880–1968, американская писательница и политическая активистка, лишилась зрения и слуха из-за перенесенной в детстве болезни, но научилась полноценно общаться). Не поверив девочке, Голт провел ряд экспериментов. Он затыкал ей уши и плотно оборачивал голову шерстяным одеялом (предварительно удостоверившись на своем аспиранте, что он действительно не слышит ни звука). Девочка клала пальцы на мембрану портофона (устройства для передачи звука), а Голт разговаривал с ней, сидя в шкафу. Девочка могла улавливать звуки его речи исключительно за счет вибраций мембраны, ощущаемых ее пальцами. Вот что сообщает Голт:

«После каждого предложения или вопроса одеяло поднимали и она повторяла ассистенту сказанное мной с незначительными не искажающими смысла вариациями. Полагаю, мы имеем удовлетворительное подтверждение, что она понимает звук человеческого голоса через ощущаемые кончиками пальцев вибрации».

Голт упоминает также, что его коллега преуспел в передаче звуков речи через четырехметровую стеклянную трубку. Натренированный участник его эксперимента с плотно закупоренными ушами прикладывал ладонь к концу трубки и определял, какие слова были произнесены с противоположного конца. Опираясь на такого рода наблюдения, исследователи попытались сконструировать приборы для преобразования звука в осязательные ощущения, но слишком большие габариты и очень слабая вычислительная мощь тогдашних технических средств не позволили произвести нечто, имеющее практическую пользу.

В начале 1930-х годов педагог одной из школ Массачусетса разработал методику для двух слепоглухих учеников, мальчика и девочки. Для общения им требовалось читать по губам говорящих, что не представлялось возможным, поскольку оба от рождения были еще и незрячими. Методика же предлагала помещать руку на лицо и шею говорящего. Большим пальцем следовало слегка касаться его губ, а остальными пальцами, развернутыми веером, — щеки и шеи, что позволяло чувствовать движение губ, вибрации голосовых связок и даже токи выдыхаемого ноздрями воздуха. Методика получила название Tadoma — Тэд и Ома. Впоследствии этой методике обучили тысячи слепоглухих детей, и они так искусно овладели ею, что понимали речь почти так же хорошо, как их сверстники с нормальным слухом45. Главное, что нам следует уяснить, — при таком подходе вся информация поступает к получателю через осязание.

В 1970-х годах слабослышащий изобретатель Дмитрий Каневский предложил двухканальное вибротактильное устройство, где один канал предназначался для низкочастотного диапазона, а другой — для высокочастотного. Два вибромотора помещались на запястьях. К 1980-м годам в Швеции и США появилось множество подобных разработок, подтверждавших мощь и плодотворность научного подхода, опирающегося на силу живых связей. Но, как и прежде, громоздкость подобных устройств, а также ограничение числа вибромоторов (чаще всего предусматривался всего один) оставались камнем преткновения и препятствовали их широкому практическому применению46. Сегодня мы можем с наибольшей пользой применять достижения прогресса при обработке сигналов, сжатии аудиосигнала, накоплении и хранении энергии вкупе с появлением недорогих носимых на теле вычислительных устройств достаточной мощности, чтобы в реальном времени производить сложную обработку звуковых сигналов.

Более того, наметился прогресс и в самом подходе к подобным заместительным устройствам. Для сравнения вспомним кохлеарные имплантаты (наподобие того, каким пользовался Майкл Хорост, с которым мы познакомились в начале главы), установка которых стоила порядка $100 00047. А современные технологии позволяют скорректировать нарушения слуха за несколько сотен долларов, что открывает возможности для решения этой проблемы в глобальном масштабе. К тому же имплантация подразумевает инвазивную хирургию, тогда как вибротактильный браслет достаточно по утрам надевать на запястье, как наручные часы48.

* * *

Преимущества осязательной системы разумно использовать по множеству причин. Например, возьмем малоизвестный факт, что людям после ампутации ноги приходится прилагать неимоверные усилия, чтобы научиться использовать протез при ходьбе. Но почему, учитывая высокое качество современных технологий протезирования, ходить на протезированной ноге так сложно? Ответ прост: мозг попросту не знает, где она располагается. Здоровая нога непрерывно транслирует мозгу огромный объем данных, информируя, в каком положении она находится, насколько согнута в колене, каково давление на голеностоп, каковы наклон и поворот стопы. Протез же нем как рыба, от него не поступает никаких сигналов, и потому мозг не представляет, как расположена и как двигается эта «неродная» конечность. Мы установили на протез датчики давления и угла наклона/поворота, транслирующие сигналы вибротактильному жилету Neosensory Vest. Благодаря этому индивид может чувствовать положение протеза так же, как чувствует положение здоровой ноги, и легко научиться ходить с ним (рис. 4.16).