新的声音导航技术使盲人能够导航

新的声音导航技术使盲人能够导航
EyeCane虚拟和真实导航训练中的功能磁共振成像实验任务序列。(A)扫描仪内的范式;两组都在三种积木上进行测试,而盲人组只在一个积木上进行训练。这3个方块分别是迷宫1训练(盲者训练)、迷宫2不训练(盲者未训练)和一个打乱的任务(作为对照任务)。每个块每次重复4次,每个扫描日2次。(B)实验方案包括训练前的fMRI扫描,然后在真实和虚拟环境中进行3天的训练,以及训练后的扫描。(C) EyeCane设备,一种独特的视觉到听觉感官替代设备(SSD),可以将距离信息映射到声音中。(D)迷宫1训练设置;数字与错误率相对应,并基于偏离正确路径的情况。(E)设置新奇迷宫2无需训练; numbers correspond to errors rate and are based on deviance from the correct path. (F) Heatmaps of the path taken by the CB pre-training, CB post-training, and sighted groups in maze 1 training during the scan for each of the groups. The heatmap represents the amount of time spent by each participant in the different areas of the maze for both the PRE (pre-training) and POST (post-training) conditions. The time spent in each point was defined by calculating the time between 2 key strokes (a key stroke represents a step), see STAR Methods. Hotter colors indicate that on average, participants in that group spent more time in that location. The heatmaps show that in the post-training condition, the blind participants were able to find the exit to the maze similarly to the sighted. Credit:当代生物学(2023)。DOI: 10.1016 / j.cub.2023.02.025

赖克曼大学大脑认知与技术研究所的研究人员在阿米尔·阿梅迪教授的指导下进行的一项新研究表明,大脑中的视觉导航区域可以通过声音被激活。通过训练后用声音信息代替视觉信息穿越迷宫,视觉导航区域被激活。

这一发现有许多令人兴奋的意义,其中的发现削弱了诺贝尔奖获奖的关键时期理论,并为研究提供了新的途径来检测和预防阿尔茨海默病。

在过去的几年里,研究小组进行了一系列的研究,挑战了传统的观念的功能;声称大脑是按任务划分的,而不是普遍接受的按感官(视觉区、听觉区等)划分的。这些研究使用了感官替代装置(ssd),这是一种卓越的转移工具从一种意义到另一种意义。

例如,ssd可以通过转换帮助视力受损的人“看到”到的声音。经过训练,个体可以识别形状、物体位置、单词、字母,甚至是通过声音表示的面孔。ssd训练已被证明对40 - 60岁以上的人有效,这让人质疑感官发展存在关键时期的观点。

关键时期的经典理论认为,感官只能在生命早期,即童年时期,通过接触视觉、声音等来发展。如果它们在这段时间没有发育,就不能在以后的生活中使用。固态硬盘可用于有效训练直至成年,这一事实表明,关键时期的理论需要修订。

从极端的角度来看,这一研究机构已经表明,通过这种训练,大脑可以重新编程,即使是零视力的人,大脑中的视觉区域也可以被激活

这些非侵入性设备(ssd)为研究人员提供了独特的机会,观察当相关信息来自另一种感官时,不同的大脑区域是如何反应的。使用在这项新研究中,研究人员检查了使用ssd对大脑视觉视网膜组织区域的影响,在这种情况下,特别是V6区域,它负责视觉导航和运动感知。

本研究的结果表明,通过与EyeCane的短期训练,SSD传达通过声音了解视觉环境,即使是先天失明的人也能在V6区域产生选择性激活。

该研究进一步支持了这样一种观点,即尽管失明数年或终生,如果采用正确的技术和训练,大脑仍有处理视觉任务和属性的潜力。此外,研究发现该区域包含负责自我中心导航的运动神经元。

重要的是,这项研究的发现可能会对改善阿尔茨海默病的检测和预防产生影响。空间缺陷是阿尔茨海默病的常见早期症状,导航和空间认知依赖于大脑其他区域的V6。事实上,V6可以在缺乏视觉经验的情况下发展其导航选择性,正如使用EyeCane SSD的先天性盲人参与者所看到的那样,这表明可能有方法来训练和增强阿尔茨海默病风险个体的导航能力,例如老年人或有轻度认知障碍的人。

此外,通过更好地理解空间发育和功能背后的神经机制,我们可能能够识别早期生物标志物和干预目标,旨在预防或减缓阿尔茨海默病的进展。

这项研究发表在杂志上当代生物学

更多信息:Elena Aggius-Vella等人,在有和没有视觉经验的自我中心导航中人类视觉区域V6的激活,当代生物学(2023)。DOI: 10.1016 / j.cub.2023.02.025

期刊信息: 当代生物学

由赖克曼大学提供
引用:新的声音导航技术使盲人能够导航(2023,3月3日)检索2023年3月5日从//www.pyrotek-europe.com/news/2023-03-technology-enables.html
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