загрузка...
« Попередня Наступна »

На передньому краї психологічних досліджень

Штучні вуха і очі



Науково- фантастична ідея про заміну дефектних органів чуття новими, штучними, починає ставати реальністю. Багато років вчені працювали над штучними замінниками (протезами) пошкоджених очей і вух, і деякі з них були допущені до застосування Управлінням Сполучених Штатів з харчових продуктів і препаратів. Ця праця мав важливе значення як для зменшення кількості випадків інвалідності через пошкодження органів чуття, так і для розуміння сенсорних процесів.

Дослідження в області слухових протезів зосереджені навколо пристроїв, які забезпечують електричну стимуляцію слухового нерва. Вони проектуються на допомогу людям, у яких зруйновані волосяні клітини (рецептори), через що у них повністю втрачена нервова чутливість і відповідно слух, але слуховий нерв зберігся і може працювати. У більшості таких пристроїв використовується електрод, який вставляється через круглий отвір в равлика, щоб стимулювати нейрони навколо базилярної мембрани (равликовий імплантант). Оскільки електрод входить безпосередньо в равлика, робоча частина вуха виявляється обійденої (включаючи рецептори); равлик - просто зручне місце для стимуляції слухових нейронів, так як тут вони досяжні і розташовані у вигляді упорядкованого масиву.

Крім стимулюючого електрода, в равликовий имплантанте є 3 інших компоненти, що працюють по черзі: (а) мікрофон, розташований поруч із зовнішнім вухом, який уловлює звуки; (б) маленький процесор, що працює від батарейки ( його носять зовні на тілі) і перетворює звук в електричні сигнали; та (с) система передачі електричного сигналу крізь череп до електрода, імплантованих в равлика. Останній етап цього процесу здійснюється шляхом радіопередачі, щоб уникнути прокладки проводу через череп.

Щодо простий пристрій подібного роду розробив у 70-х роках Вільям Хаус (див. рис.). Імплантант Хауса всього на 6 мм входить до равлика і у нього всього один електрод. До цього електроду підводиться сигнал, що є електричну хвилю в основному тієї ж форми, що й форма звукової хвилі. Коли глухому пацієнтові, котра має цим приладом, пред'являють звук, він чує складний шум із змінною гучністю. Такі прилади були імплантовані сотням людей з сильною глухотою. Більшість з них вважають цей прилад значним поліпшенням у порівнянні з їх попередньою глухотою. З ним вони, принаймні, чують звуки й здатні якоюсь мірою розрізняти їх інтенсивність.
трусы женские хлопок






Равликовий імплантант

. На схемі показаний слуховий протез, розроблений Вильмом Хаусом і його колегами. Звук вловлюється мікрофоном і фільтрується процесором сигналів (на схемі не показаний), який носять зовні на тілі. Процесор виробляє електричну хвилю, яка потім передається радіохвилями крізь череп до електрода всередині равлики.



У більш сучасних розробках використовуються прилади з багатьма електродами. Один з найскладніших - «Нуклеус 22 Ченнел Коклеа Імплант» має 22 електрода. Вони глибше входять в равлика, і їх конструкція передбачає одночасне стимулювання декількох груп нейронів, розташованих уздовж базилярної мембрани. Оскільки розмір равлики - всього з горошину і оскільки у неї тверда кісткова оболонка і дуже крихкі внутрішні структури, виготовлення та імплантація електродів - складна технічна задача. Більшість багатоканальних імплантантів укомплетовани складнішим електронним процесором, фільтруючим звуки з різних частотних діапазонів - по одному діапазону на кожен електрод. Звукова хвиля кожного частотного діапазону перетвориться в електричний сигнал і подається на відповідний електрод. Хоча результати виходять дуже різні, у деяких пацієнтів вони досить непогані, включаючи розпізнавання до 70% слів (Loeb, 1985). Кілька равликових імплантантів були зроблені для дітей, і деякі результати знову-таки обнадіюють (Staller, 1991).

Багатоелектродні прилади зроблені на основі уявлень про сприйняття висоти звуку, розроблених в рамках теорії локальності. У нормальному вусі для того, щоб різні частоти змушували вібрувати відповідні ділянки базилярної мембрани і таким чином активувалися відповідні нервові волокна, використовуються механічні засоби. У багатоелектродних системах ця ж завдання вирішується електронними фільтрами. Після електронної фільтрації сигнал посилається в місце, точно відповідне тому, куди вступив би сигнал в нормальному вусі. Успіх таких приладів в деякій мірі підтверджує цю теорію.

Проте в результаті застосування багатоелектродних систем з'явилися деякі дані, які не узгоджуються з теорією локальності. Згідно з останньою, коли електричні стимули подаються на один невеликий ділянку базилярної мембрани, повинен чутися звук певної висоти, і ця висота залежить від того, на яке місце подається сигнал. Однак звук, який чути за допомогою багатоелектродного системи, зовсім не схожий на чистий тон: він більше схожий на «качине крякання» або «удари по сміттєвих баках», навіть якщо в ньому є якась груба висота.
Застосування багатоелектродних систем не виявилося серйозною підтримкою і для тимчасового теорій сприйняття висоти. Прихильники останніх очікували, що при зміні частоти електричної стимуляції відчуття буде змінюватися. Насправді воно змінювалося при цьому незначно. Все це говорить про те, що крім тільки локального або тільки тимчасового чинника у сприйнятті висоти звуку бере участь ще один фактор. Можливо, це якийсь складний просторово-часової патерн стимуляції вздовж базилярної мембрани, який не можна відтворити за допомогою всього декількох електродів (Loeb, 1985).

Розробка штучних очей для сліпих не досягла такого прогресу, як розробка штучних вух. Проблема не в тому, щоб отримати оптичне зображення: відеокамера чудово з цим справляється. Проблема в тому, як передати цю інформацію в зорову систему в такому вигляді, щоб мозок зміг її використовувати. Дослідники зупинилися на безпосередній електричної стимуляції зорової кори у добровольців, які або сліпі, або їм роблять операцію на мозку. Якби ми знали, що бачить людина, коли різні ділянки його кори стимулюються електричними імпульсами, то стало б можливим, керуючи електричною стимуляцією, викликати різні відчуття. І тоді наступним етапом було б формування образу сцени, що знаходиться перед сліпою людиною, з тим щоб потім викликати у нього відчуття цієї сцени.

Отримані досі результати показують, що ми ще далекі від розробок штучного ока. Коли невелику ділянку зорової кори стимулюють слабким електричним сигналом, людина переживає смутні зорові відчуття. Люди описували ці відчуття як невеликі плями світла, видимі на різних відстанях. Їх величина змінюється від «рисового зерна» до «монети». Більшість з них білі, але є і кольорові. Якщо зорову кору стимулювати одночасно в декількох місцях, то зазвичай відповідні плями відчуваються разом. Хоча множинна стимуляція зорової кори може послужити основою для штучного бачення простих зображень (Dobelle, Meadejovsky, & Girvin, 1974), сумнівно, щоб цей підхід призвів до успішного протезування пошкодженого ока. Нервовий введення сигналів в зорову кору вкрай складний, і малоймовірно, щоб його можна було адекватно повторити штучними засобами.
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
Інформація, релевантна " На передньому краї психологічних досліджень "
  1. На передньому краї психологічних досліджень
    Міждисциплінарні підходи Крім психології є й інші дисципліни, які цікавляться розумом і поведінкою: можна назвати хоча б біологію, лінгвістику або філософію. Представники цих та інших дисциплін все частіше об'єднуються з психологами для вироблення нових, міждисциплінарних підходів до вивчення психологічних явищ. Схоже, що протягом наступних десятиліть ці підходи
  2. На передньому краї психологічних досліджень
    Молекулярна психологія Як ви пам'ятаєте з попередньої глави, коли нервовий імпульс досягає кінця аксона, що вивільняються молекули медіатора проходять через синаптичну щілину і з'єднуються з рецепторними молекулами, що знаходяться в мембрані сприймає нейрона. Ці два типи молекул підходять один до одного, як ключ до замка, і в результаті змінюють електричні властивості сприймає
  3. На передньому краї психологічних досліджень
    Який вплив робить виховання в дитячому саду? Виховання в дитячому саду є в Сполучених Штатах предметом дискусій, оскільки багато хто не впевнені в тому, який вплив роблять ясла і дитячі сади на маленьких дітей; багато американців також вважають, що діти повинні виховуватися будинку своїми матерями. Однак у суспільстві, де переважна більшість матерів працює, дитячий сад
  4. На передньому краї психологічних досліджень
    Припинення болю в руці, якої вже немає Дерек Стін втратив ліву руку в результаті автокатастрофи, коли йому відірвало всі нерви, що ведуть до руці від спинного мозку. Рука була безнадійно паралізована, і рік потому її ампутували. Проте Стін продовжував випробовувати відчуття, про які повідомляли багато людей, які перенесли ампутацію; даний феномен відомий під назвою «фантомних
  5. На передньому краї психологічних досліджень
    Консолідація пам'яті під час сну БДГ Здатність зберігати інформацію, що надходить в пам'яті, щоб відтворити її пізніше, називається консолідацією пам'яті. [Під консолідацією пам'яті розуміють звичайно зміцнення слідових процесів, що має місце під впливом різних умов зберігання заученого матеріалу. - Прим. ред.] Дослідники давно припускали, що сон БДГ сприяє консолідації
  6. На передньому краї психологічних досліджень
    Роль нейронних систем в обусловливании страху Більшість недавно проведених досліджень, присвячених нейронним основам навчення , було зосереджено на нейроанатомических структурах (які можуть складатися з сотень або тисяч окремих нейронів), а також на шляхах, що з'єднують ці структури. Хорошим прикладом таких досліджень може послужити вивчення нейронної основи обумовлення
  7. На передньому краї психологічних досліджень
    Чи можна вилікувати від втрати пам'яті за допомогою рослин? Його називали «еліксиром молодості» і «партнером пам'яті»; його ефективність була визнана і стародавніми цілителями, і сучасними вченими. У наші дні він привертає до себе широку увагу як наукових видань, так і популярної преси. Це широко розрекламоване засіб являє собою екстракт з дерева гінгко, декоративного
  8. На передньому краї психологічних досліджень
    Локалізація мови в мозку Враховуючи, що вроджені фактори відіграють велику роль у придбанні промови , не дивно, що певні ділянки мозку людини спеціалізовані для мови. У главі 2 у розділі «Актуальна тема. Мова і мозок »ми обговорювали афазію, або порушення мови, що виникають внаслідок пошкодження певних ділянок лівої півкулі. Тоді ми підкреслювали зв'язок між тим, з
  9. На передньому краї психологічних досліджень
    Імпрінтінг Деякі мотиваційні прояви інстинктивно направляються до своїх спонукає предметів. У психології у поняття інстинкту, що означає вроджену схильність вести себе певним чином, була довга і суперечлива історія. У XIX і початку XX століття психологи складали списки інстинктів (згідно одному відомому вченому, їх було 18) для пояснення поведінки
  10. На передньому краї психологічних досліджень
    Використання вегетативних реакцій в детекторі брехні Якщо автономне збудження є частиною емоції, а переживання емоції є ймовірним наслідком брехні, то по наявності автономного порушення можна укласти, що людина бреше. Це міркування послужило основою для створення детектора брехні. У ньому застосовується прилад багатоканальної реєстрації під назвою поліграф. Він одночасно
загрузка...

© medbib.in.ua - Медична Бібліотека
загрузка...