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聽到的就是看到的

克萊爾?切斯金是個普通的美國人,因為眼睛受損而一直活在昏暗的世界裡。她只能勉強看到離她特別近的大型物體;她可以分辨出人們的面部輪廓,卻看不清他們的表情;同樣,她可以看到高樓大廈的大致形狀,卻看不到大廈更具體的細節;看遠處的物體?更是想都別想。

不過現在,切斯金的世界逐漸「亮」了起來,而這一切都要歸功於一種新式儀器。這種新型的儀器安裝有攝像儀,能夠便捷地將所攝到的景象轉換成一系列聲音信號,即聲景,從而讓人們不用通過眼睛就能「看得到」,就像新生的「第三隻眼」。

這類儀器的確很神奇。在一系列的相關訓練後,切斯金已經可以利用它識別各類物體,而且還在儀器的幫助下,找到了被打翻的杯子。之後,她又帶著這「第三隻眼」在大街上,用 「第三隻眼」來幫她識別公路上的路標。經過不斷練習,她的視覺能力現在幾乎接近常人。

感覺互換

用其他感覺來彌補失去的視覺,這種想法其實由來已久。歷史上很多人都進行了嘗試。說起來,其中道理並不複雜,只要將視覺信息轉化到人們的其他感覺上就可以了。

1969年,一位神經學家設計了一種儀器,可以將儀器拍攝到的周圍環境變成人們能感知的觸覺。做法很簡單:在盲人坐的椅子上裝上特殊的電視攝像機,來記錄周圍所見的圖像;然後根據圖像的差別,裝在椅子上的儀器給盲人的後背施加不同的振動,而振動會提醒椅子上的人看到的大概是什麼樣的東西。儘管這種儀器的手段有點粗暴,但它卻能通過水平、垂直等線條來幫助盲人把周圍的事物與身體上的感覺聯繫在一起。

後來,其他科學家又對這種儀器進行了一些改進:照相機獲得的圖片信息通過特定儀器轉換成電子脈衝後,可以由舌頭上郵票大小的電極組傳遞到舌頭上,引發人的觸覺使之獲得外界的視覺信息。經過幾次訓練,這些脈衝便可以向使用者傳遞深度信息,彷彿打開了他們的「天眼」,讓使用者感覺到有某種東西似乎就在眼前。

觸覺感受畢竟比不上聽覺來得敏銳,從上世紀90年代開始,經過不斷摸索實驗,科學家終於設計出一種可以把周圍環境轉換成聽覺的儀器。這種儀器包括一副裝有隱形攝像頭的太陽鏡以及一副耳機,其中太陽鏡中的攝像頭還可以與個人電腦建立無線聯繫。工作時,攝像頭會不斷從左向右地對景物進行掃描,然後再通過核心軟體將圖像轉換成聲景,最後再經由耳機傳送到人的耳朵里,左邊和右邊的物體視覺信息會分別傳入他們的左耳和右耳。憑藉聲景的差異,使用者可以判斷出物體的類型:明亮的物體聲音大些,昏暗的聲音小些;聲音的頻率則代表物體在環境中的大致位置。

起初,使用者可能聽不懂聲景代表的是什麼,但經過訓練,大多數使用者最後都能利用這類儀器來「看」周圍的景物了。一名來自紐約的盲人志願者,甚至還能依靠聲景判斷出物品的厚度和結構。

那麼,他們所謂的「看到了」是真的看到了嗎,和正常視力沒有區別嗎?如果是這樣,那大腦是如何做到的?

他們真的「看」到了嗎?

傳統的觀點認為,大腦收集來自不同感官的數據,然後再在不同區域將各自獲得的信息處理後整合成統一的外界信息。不過,這個說法並不能解釋為什麼有的人僅憑藉聽到的信息同樣能獲得視覺上的感受。最近,有科學家猜想,感覺也許不是我們原來認為的那樣是由大腦整合出來的,而是由信息傳遞的方式決定的。比如,當一個人來回走動時,不管這信息是否由眼睛接收,只要他所獲取的信息符合透視的規律,就會產生「看」的感覺。而如果有儀器能幫助你獲得符合規律的信息,顯然你照樣能通過耳朵或者皮膚「看」見。因此,儀器的使用者或許是真的「看」到了。

如果這種解釋是對的,那麼我們得重新考慮大腦處理信息的方式了。在人們的老觀念里,大腦是組合式的,枕葉、顳、頂葉皮質分別負責處理來自眼睛、耳朵和皮膚等深層器官的信息。不過,依據這個新猜測,大腦區域處理的其實是某種類型的信息,比如形狀或者結構,與信息來自哪個器官無關。

在大腦里,枕葉為視覺皮質中樞,那麼,當使用耳朵作為「第三隻眼」時,枕葉皮質層也會被激活嗎?科學家發現,經常使用儀器的「老手」,通過聲景「看到」物體和環境的時候,他們的枕葉區域就開始活躍起來。可是,如果他們聽到的只是一些很有特色的聲音,比如一串鑰匙的嘩啦聲,枕葉區域卻明顯沒什麼反應。這表明,當大腦處理視覺信息時,不管這種信息是否來自眼睛,枕葉都會變化;而單純處理與視覺無關的聲音(如鑰匙的嘩啦聲),枕葉就不會變化。

科學家又做了其他的相關實驗,進一步證實了枕葉區對解碼聲景的重要性。他們對儀器的使用者進行反覆的顱磁刺激,即給他們的頭部施加變化迅速的磁場。結果,使用者的枕葉區受到了干擾,枕葉區的活動被暫時抑制了。而隨著磁場的增強,抑制的效果也更加顯著,他們原本通過儀器「看到」的世界開始變得模糊不清,一些使用者甚至變得沮喪,認為磁場損傷了他們的大腦。

那麼,大腦又是如何重新配置枕葉來處理新的信息來源呢?磁共振顯示,最初聽覺皮層會很「努力」對聲景進行解碼,是主要的活躍區,但當使用者練習了十幾個小時之後,初級視皮層便開始活動起來,然後枕葉皮層也活躍起來。而這時,使用者也能比較熟練地使用「第三隻眼」了。在這個過程中,大腦利用已有的連接進行了快速過渡,而且,如果進一步練習,大腦可能還可以建立新的視覺聯繫。

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