Maņu aizstāšana

Optometristiem.lv ceturtā informācijas apmaiņa sesija

27.11.2013.

Attēls: http://bigthink.com/in-their-own-words/hearing-through-your-skin-and-other-adventures-sensory-substitution

83% 3.5%

1.5%

1%

11%

• Maņu aizstāšanas ierīces sniedz iespēju kompensēt kādas maņas nespēju uztvert sensoro informāciju ar informāciju, ko uztver citi maņu orgāni. Piemēram, vizualās informācijas iztrūkumu, kompensēt ar signāliem, ko uztveram ar dzirdes vai taustes palīdzību.

• Uztvertā informācija ar to maņu orgānu palīdzību, kuru darbība nav traucēta (piemēram, dzirdes orgāns), tiek nosūtīta arī uz tām smadzeņu struktūrām, kas atbild par traucēto maņu orgānu sniegtās informācijas apstrādi (piemēram, redzes uztveres apgabaliem);

• Ar funkcionāli magnētiskās rezonanses (fMRI) palīdzību ir noteikts, ka izmantojot maņu aizstāšanas iekārtu un stimulējot taustes receptorus, novērojama aktivitāte arī redzes garozas apgabalos.

Maņu aizstāšana iespējama, pateicoties smadzeņu plasticitātei

• Smadzeņu plasticitāti raksturo centrālās nervu sistēmas pielāgošanās iespējas, t.i. Spēja izmainīt savu strukturālo organizāciju un funkcionēšanu;

• Izmaiņas var veidoties receptoru, sinapšu un pašu neironu struktūrās, kā arī neiroķīmisko procesu norisē;

• Mehānismi, kas skaidro šīs pielāgošanās spējas nav pilnībā skaidri, taču tie visdrīzākais ietver pakāpeniski apgūtu un pastiprinātu smadzeņu struktūru spēju reaģēt uz cita veida stimuliem (piemēram, redzes garozas spēja reaģēt uz skaņas stimuliem). Smadzenes it kā “atklāj, ka spēj reaģēt uz cita veida stimuliem”

Redzes aizstāšanas sistēmas: iekārtas, kas spēj iegūto vizuālo informāciju pēc noteikts sistēmas

pārveidot skaņas vai taustes signālā:

• Redzes aizstāšanas sistēma ar taustes palīdzību– Mehāniskā;– Elektriskā;– Siltuma

• Redzes aizstāšanas sistēma ar skaņas palīdzību

Attēls: http://www.evsc.net/v8/wp/wp-content/uploads/2010/10/mindchair-300x397.jpg

TVSS- taktilā redzes aizstāšanas sistēma

• Pirmā maņu aizstāšanas sistēma cilvēkiem ar iedzimtu aklumu (izveidoja Paul Bach-y-Rita)

• Sistēmu veidoja uztverošā kamera, kas attēla melnbalto versiju nosūtīja tālākai informācijas apstrādei, pēc kuras savukārt tālāk tika nosūtīts signāls un 20x20 adatiņu veidotas virsmas, kas tika izveidota uz atsevišķa krēsla.

• Adatas strādāja kā mehāniski taktilie stimultori, kas atkarībā no apgabala gaišuma deva dažādas intensitātes mehānisku spiedienu uz muguras ādas.

Attēls:http://www.blogcdn.com/www.engadget.com/media/2009/08/14aug09_brainportreturns.jpg

• Ir izstrādāta arī taktilā vizuālās informācijas aizstāšanas sistēma, kur vizuālā informācija ar nelielu elektrisko signālu (5-15V) palīdzību tika analizēta ar receptoru palīdzību, kas atrodas uz mēles;

• Mēles galvenās priekšrocības ir pietiekami lielais receptoru blīvums, kā arī tas, ka mēle ir vairāk aizsargāta. Turklāt nepieciešamais spriegums, lai radītu taustes sajūtu uz mēles, ir mazāks, nekā citās ķermeņa daļās.

Attēls: http://2012books.lardbucket.org/books/beginning-psychology/section_08/288bd9cc95e3466aa9946a9a274956a6.jpg

• Pēc veiksmīgas maņu aizstāšanas sistēmas apgūšanas pacienti ir spējīgi noteikt objektus, attālumus un pat novērot dažādas optiskās ilūzijas.

• Taču viedoklis par to, vai uztverto informāciju varētu nosaukt par redzi dalās. Tā ka vizuālā uztvere pati par sevi ir individuāla pieredze, tad šādu informācijas apstrādes veidu vēl jo vairāk būtu grūtības aprakstīt vispārīgi.

• Paši pacienti, kuri ir apguvuši maņu aizstāšanas sistēmu, apgalvo, ka uztvertā informācija “ir līdzīga redzei”.

Maņu aizstāšana ar skaņas palīdzību• Jaunākajās ierīcēs (piem., VOICE), attēls tiek skenēts no kreisās uz labo

malu. Objekta spožums tiek attēlots, mainot skaļumu (tumšākam objektam atbilst klusāks tonis), savukārt objekta novietojums vertikālā virzienā tiek attēlots, mainot toņa augstumu: zemāki toņi atbilst apakakšējai attēla daļai. Attēls parasti tiek skenēts reizi sekundē un attēla izšķirtspēja ir līdz pat 60x60 pikseļiem. Informācija par kreiso redzes lauku lielākoties tiek atskaņota kreisajā ausī un iņformācija par labo redzes lauku tiek atskaņota galvenokārt labajā ausī. Centrāli apgabali tiek atskaņoti bilaterāli.

Attēls: http://www.apa.org/Images/PSA-2013-02-proulx-figure1_tcm7-149336.jpg

Maņu aizstāšana ar skaņas palīdzību

• Redzes lauks ir ļoti ierobežots un galvenokārt atbilst tieši foveolas apgabalam. Būtiski ierobežota ir arī attēla izšķirtspēja;

• Attēla interpretēšanā ļoti liela nozīme ir top-down informācija apstrādes procesiem: t.i. Balts kvadrāts var apzīmēt baltu lapu. Logu durvis vai kādu citu objektu. Tāpēc ir būtiski, lai pacients spētu izvērtēt, ko noteiktais signāls nozīmē.

• Galvenais ieguvums ir salīdzinoši mazākās izmaksas un neuzkrītošais sistēmas izskats. Turklāt ir izveidotas arī sistēmas, kas ir pievienojamas iekārtām, kas darbojas ar Android un Windows operētājsistēmām.

• Piemērs: http://www.youtube.com/watch?v=XuosPzluCRg

Literatūras avoti• Bach-y-Rita, P.,Kercel, S.W., Sensory substitution and the human – machine

interface, (2003), TRENDS in Cognitive Sciences, 7(12), p.541-546;• Stiles, N.,Chib, V.,Shimojo, S., Behavioral and fMRI Measures of "Visual"

Processing with a Sensory Substitution Device, (2012), Journal of Vision, 12(9);

• Durette, B., Louveton, N., Alleysson, D., H erault ́� , J., Visuo-auditory sensory substitution for mobility assistance: testing TheVIBE, (2008), Dans Workshop on Computer Vision Applications for the Visually Impaired;

• Storer, A, Visual Perception through Sensory Substitution, Term Paper• for CN730, a Graduate Level class in Vision, Boston Unversity, Department

of Cognitive and Neural Systems;• Tactile Vision Substitution Systems (May 19, 2011), http://www.kip.uni-

heidelberg.de, Retrieved November 10, 2013, from http://www.kip.uni-heidelberg.de/cms/vision/projects/recent_projects/tactile_vision_substitution_system/

Paldies par uzmanību!