Человек 2.0. Перезагрузка. Реальные истории о невероятных возможностях науки и человеческого организма - Адам Пиорей

«Обожаю горы, — признаётся она. — Это одна из моих самых-самых любимых вещей в мире. И вот я стояла там и понимала, что теперь опять могу видеть горную гряду. Меня прямо переполняют эмоции, когда я вижу то, что больше никогда не надеялась увидеть. Я не могла поверить, что я это вижу».

Вероятно, лишь тогда Мейер, этот вежливый, славящийся своей скромностью инженер из Эйндховена, в полной мере осознал, какое мощное эмоциональное воздействие оказывает его творение, которое он назвал «vOICe», поскольку по-английски три буквы в середине читаются точно так же, как фраза «Oh I see» [«О, я вижу»]. Двое молча стояли и впитывали красоту этого момента.

* * *

Вначале Мейер особо не рассчитывал по-настоящему менять жизнь людей. Идея создания устройства для преобразования картинки в звук пришла ему в голову, еще когда он был студентом-физиком: ему хотелось найти интересный способ использовать новые технологии. Ни о какой нейрофизиологии он тогда не думал. Он просто хотел сделать какую-то полезную штуку. И ему пришло в голову, что это будет круто — соорудить (как он это называл) «обратный спектрограф», который поможет людям (таким, как Пэт) судить об изображении с помощью слуха.

В данном случае спектрограммы — это графики, которые служат визуальным представлением звуков. По горизонтальной оси (Х) откладывается время, по вертикальной (Y) — частота (то, что мы воспринимаем как высоту тона). Если слева направо провести пальцем по спектрограмме звука, можно легко проследить за подъемами и спадами, складывающимися из точек, нанесенных над осью Х, и получить неплохое представление о повышениях и понижениях тона соответствующих звуков во времени. Чем дальше вы сдвигаетесь по горизонтальной оси, тем больше времени проходит. Чем выше точка, тем выше тон звука, который она изображает. Амплитуда этих звуковых колебаний (т. е. громкость звука) передается различными оттенками серого: чем гуще цвет, тем громче звук. На большинстве спектрограмм множество точек громоздятся одна над другой: так передаются все ноты, звучащие одновременно в каждый конкретный момент. Подобная система часто применяется при анализе речи: возможно, вы видели их в каких-нибудь шпионских триллерах, где плохие парни изучают перехваченные телефонные разговоры в поисках голосового «автографа» удравшего героя.

Идея Мейера состояла в том, чтобы создать прибор (декодер), способный проделывать нечто противоположное — обращать видимые точки (пиксели картинки) в звуки. Первая модель-прототип оказалась весьма громоздкой. Самодельное устройство, которое Пэт много лет спустя, попав на конференцию, сняла с головы, чтобы показать ему, работало лучше, чем он мог себе представить, когда начинал эту работу (правда, тогда и соответствующие технологии были не столь развиты). Миниатюрная шпионская камера, установленная между линзами темных очков Пэт, снимала окружающее и в цифровой форме передавала эту информацию компьютерной программе, расшифровывавшей эти данные, словно письмена на Розеттском камне. Затем алгоритм Мейера превращал каждый пиксель картинки в ноту нужной высоты и громкости.

Картинка разбивалась на вертикальные столбцы. Чем выше пиксель располагался в столбце, тем выше была нота, испускаемая приборами Мейера. Яркость пикселя передавалась громкостью звука. Ритм «стереоразвертывания» и получавшиеся при его анализе звуки передавали изменение горизонтальной характеристики картинки по мере того, как камера воспринимала это изображение. Получалась, в сущности, смесь повышающихся и понижающихся нот разной громкости, — серия звуковых волн, которые возникали по мере того, как система сканировала изображение, кодируя его очертания как колебания высоты тона. Это было не что вроде струйного принтера, выплевывающего крошечные окрашенные точки, из которых складывается картинка, только «vOICe» действовал гораздо быстрее и «выплевывал» не чернильные точки, а звуковые волны. Главной особенностью прибора было постоянство результатов, которые он выдавал: определенные формы всегда транслировались в виде определенных звуков, а определенные «узоры» изменения высоты тона кодировали определенные очертания. Казалось, со временем мозг способен научиться ассоциировать эти звуковые «узоры» с соответствующими контурами в окружающем мире, а определенные звуки — с формами предметов.

Позже Мейер выяснил: устройство так хорошо работает еще и благодаря тому, что человеческое ухо может одновременно различать неожиданно огромное число нот различной высоты — от 30 до более чем 100 (в зависимости от «картинки»). В каждый временной интервал устройство Мейера проигрывало весь столбец пикселей, одновременно выдавая множество нот различной высоты и громкости. С огромной скоростью сканируя изображение слева направо, система могла передавать колоссальный объем информации за очень короткий промежуток времени. Примечательно, что мозг оказался способен не только различать все отдельные тона в этом колоссальном разнообразии (при том, что состав этой звуковой смеси к тому же очень быстро менялся), но и почти мгновенно анализировать их, сравнивая с уже выученными звуковыми «узорами» таким образом, что Пэт могла сразу же понимать, на что она «смотрит» — на ворота, жалюзи или разукрашенную кофейную чашку.

Для Мейера это был очень долгий проект: он много лет трудился над ним в своей однокомнатной квартире вечерами и в выходные. К тому времени, когда инженер наконец завершил это дело, уже наступило начало 90-х. Он работал тогда в отделе научных исследований и разработок компании Philips — голландского технологического монстра. Мейер специализировался там на создании компьютерных моделей новых видов микросхем, но все-таки он показал свое изобретение начальству. Начальство помогло Мейеру запатентовать его детище и убедило написать об этой штуке статью.

«Тут же у многих пробудился интерес, мне посыпались вопросы со всего мира, все хотели получить копию статьи, это было потрясающе, сотни людей просили прислать им оттиск, — вспоминает Мейер. — Но прошло какое-то время, а у нас по-прежнему был только один переносной прототип, который мало что позволял сделать. Мы могли раздавать людям демонстрационные устройства, но мы не могли по-настоящему научить людей ими пользоваться».

Более того, когда Мейер связался с обществами слепых, к его идее отнеслись равнодушно-скептически. Первоначально его изобретение с интересом восприняли в научных кругах, но когда он обратился к тем, кто мог бы использовать прибор на практике, никто из этих людей, казалось, толком не понимал, зачем он принес им эту штуку. Тогда Мейер выложил описание своего устройства в Сеть и призвал слепых, а также университетских исследователей бесплатно скачивать его программу и экспериментировать с ней самостоятельно.

Иными словами, он словно поджидал, пока именно такой человек, как Пэт Флетчер, узнает о его схеме и выведет ее на новый уровень развития.

* * *

Не только Мейер и его коллеги ждали, когда на горизонте появится кто-то вроде Пэт Флетчер. В бостонском Медицинском центре Бет Израэль-Диконесс весьма элегантный гарвардский нейрофизиолог испанского происхождения по имени Альваро Паскаль-Леоне получил доступ к оборудованию для сканирования мозга (общей стоимостью в миллионы долларов), проводя исследования в рамках целой программы, направленной на изучение пластичности человеческого мозга и именно таких людей, как Флетчер: тех, чей опыт выходит за пределы привычного нам здравого смысла, тех, кто может научить нас кое-чему новому насчет того, как работает мозг.