Sukces w pracach nad sztucznym wzrokiem

Naukowcy wiedzą już, w jaki sposób przesyłać wyraźne, kolorowe obrazy prosto do mózgu

Badania zespołu prof. Petera Schillera z MIT mają na celu skonstruowanie protezy zmysłu wzroku bezpośrednio oddziałującej na korę mózgową. Prestiżowy magazyn PNAS opublikował właśnie pracę Schillera opisującą eksperyment na rezusach widzących obrazy nieistniejących przedmiotów przesyłane do ich mózgów prosto z komputera.

Wiele przypadków utraty wzroku (wskutek wypadku lub choroby) polega na uszkodzeniu oczu lub nerwów wzrokowych przewodzących sygnały z siatkówki do obszarów mózgu odpowiedzialnych za wzrok.

- Nasz eksperyment bada możliwość skonstruowania protezy - urządzenia stymulującego elektrycznie korę wzrokową, obszar, który pozostaje nienaruszony wiele lat po utracie wzroku - wyjaśnia profesor.

Proteza dostarczająca odpowiednio zakodowanych obrazów z kamery mogłaby przywracać zdolność widzenia osobom z nieodwracalnie uszkodzonymi oczami.

Eksperyment naukowców z MIT przeprowadzono na dwóch zdrowych małpach. Najpierw nauczono je ćwiczeń przed ekranem, na którym wyświetlano obrazy różnych figur. Zwierzęta były nagradzane słodkim sokiem za wskazanie tej większej lub jaśniejszej. Gdy rezusy nauczyły się już poprawnie wybierać wyświetlane figury, komputer zaczął przesyłać do ich mózgów obrazy, których na ekranie nie było widać. Zastosowano technikę mikrostymulacji, czyli zestaw wielu malutkich elektrod pobudzających prądem elektrycznym badany obszar kory wzrokowej pod czaszką.

Obrazy kodowano dzięki nagraniu wcześniejszych reakcji małpich mózgów. Okazało się, że da się odtworzyć je w taki sposób, że zwierzęta rozpoznają kształty i kontrast. Badacze dysponują więc algorytmami przetwarzania obrazu na impulsy elektryczne w sposób analogiczny do tego, jak zdrowa siatkówka i zdrowe nerwy wzrokowe kodują świetlne impulsy trafiające do oka.

Naukowcom udało się również przesyłać do mózgów zwierząt informację o konkretnym kolorze przedmiotu. Skuteczność tej technologii sprawdzili, zmieniając kolor tła, które rezusy widziały wciąż na własne oczy. Gdy kolor wirtualnego przedmiotu był identyczny z kolorem tła, małpy na niego nie reagowały.


Czytaj także: Jak działa wirtualny zmysł dotyku?

Prace nad protezą wzroku trwają.

- Badania technik elektrycznej stymulacji takie jak nasze mogą się okazać bardzo przydatne przy testowaniu i kalibrowaniu takich urządzeń - komentuje prof. Schiller.

Być może - poza protezami - technologia ta będzie miała inne zastosowania. Kogo nie odstręczy inwazyjny zabieg wszczepienia elektrod pod czaszkę, będzie mógł wkrótce wypróbować na sobie rzeczywistość rozszerzoną z prawdziwego zdarzenia. Można sobie wyobrazić oszałamiające (ale i bardzo przydatne) zastosowania tej technologii w interfejsach mózg-maszyna.

Wyświetlanie informacji wprost na korze mózgowej może wiązać się z wieloma problemami medycznymi, technicznymi i zapewne również - etycznymi i społecznymi. Z pewnością będzie to przy tym interfejs pozbawiony "psującego oczy" monitora.