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《科学24小时》

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用舌头,让你“看见”

2015-01-29 10:20:14

耳听为虚,眼见为实,意思是说只有眼睛才能让人看到真实的世界,但事实真是如此吗?身体的其他器官是否也具有同眼睛一样的功能呢?

 

用舌头,让你“看见”

█ 艾先力

 

在美国威斯康星大学(University of Wisconsin-Madison)生命科学院的一间实验室里,一项前所未有的人体实验正在进行。科研人员试图证明,人类用以观察外界信息的器官可能不止肉眼一种。

受试者是该学院三年级学生威廉·莫勒尔(William Moler),实验主导者则是世界著名脑神经学专家保罗·齐达耶(Paul Zidae)。保罗一直从事大脑神经纵深领域的研究,并始终坚信,人类大脑的运作机制可能不像人们已知的那样简单。

 

神奇的实验

作为全美最富创新思维的专家,保罗·齐达耶热衷于挑战那些不被主流学术界认可的观点,并取得了骄人的成绩。眼下,他提出了一个全新的理论——人类的感官功能很可能是可以互补的,就像盲人丧失了视觉,但他的听觉和嗅觉能力却会得到极大提高。保罗猜测,这源于大脑有着极强的自我调节能力,如果人体某部分功能受损,那么其他功能便会得到强化。

 

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为了证明这一观点,保罗主导了这次实验。密闭的实验室内拉着窗帘,桌上铺着厚厚的台布。在威廉·莫勒尔面前,摆放着实验用的蜡烛、胶质圆球和几个随意书写的英文字母。他的双眼被遮蔽,右手、双臂以及头部被特制的线路连接。此外,保罗还请柯达公司专门制造了一台小型摄像机。这台摄像机与一条带有电极的长胶管连接,它的一端与电脑相连,另一端则被威廉含在嘴里。电脑将摄像机拍摄的影像缩减后转化成一股电流,最后传送至塑胶带的末端——贴在威廉舌头上的一个电极格。一切准备就绪,很快就要开始用舌头“观察”周围环境的实验了。

只见保罗坐在威廉面前,手里拿着一个球,并让球在桌上滚动,由于台布的隔音作用,威廉听不到一点声音。虽然保罗不断给予威廉提示,但双眼被蒙住的威廉根本弄不清球的具体位置。

 

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此时,只见保罗不慌不忙地走到威廉身边,告诉他要将注意力转移到自己的舌头上。要知道,除了嘴唇,舌头是人体所有器官中触觉神经末梢最丰富的,正因如此,保罗才想到用舌头作为代替眼睛的感受器。

在第二次的实验中,摄像机拍摄到的图像转换成电信号后,被威廉的舌头敏锐捕捉,并在他脑海中形成了具体的画面。就在球向他滚来的一刹那,威廉快速地伸出双手,牢牢抓住了这个胶质圆球!

 

了解有限的大脑

曾经,就连最专业的神经学家也认为,大脑的损伤是不可修复的。一次重创所导致的记忆丧失、瘫痪或痴呆的症状极有可能会伴随患者终生。30 年前,即使在医疗技术水平较高的一些国家的医生也会告知某些严重的脑损伤患者,可怕的后遗症是无法根治的。

在保罗上大学期间,他的父亲不幸在一次交通事故中伤及大脑,几乎丧失了语言功能和肢体活动能力,只有依靠轮椅才能行动。就在保罗一家陷入绝望时,一位来自纽约的脑外科医生告诉他们,或许可以尝试通过康复训练改善现状。

经过近两年的康复训练,保罗的父亲基本恢复健康。受此影响,保罗·齐达耶毅然放弃了已经学习两年的机械工程专业,转而攻读医学专业。只用了10 多年时间,他就成为全美神经系统科学的著名专家。

在不断深入的研究中,保罗发现,神经键的功能可能被夸大了,在细胞之间或许还存在着其他不为人知的关系。他认为,大脑中仅有10%的细胞是神经细胞,它们组成了大脑稳固的神经传导线路,并用电脉冲信号传送信息。神经细胞释放出的神经传递素会被特定受体接收,但是很多神经胶质细胞也接收和释放神经传递素,这些神经传递素像自由介质一样在大脑中传递,人类的智慧、思维可能就来自它们。

 

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保罗·齐达耶的新观点引发了圈内有关大脑“可塑性”的大讨论,很多权威人士都无法接受他的“舌头感受器”是视觉有效替换的说法,并质疑保罗的这种装置是否能像实际视觉那样真正有效地观察事物。该领域的知名教授迈克·金泽尼(Mike Kinzerni)认为:如果那个过程不刺激视网膜,而只是进入思维中,那未必就是视觉。

对此,保罗给出了铿锵有力的回应:“视觉神经原本就不存在特殊性,大脑根本不会关心信息的来源,难道一定要有视觉信号输入才能算‘观察’到吗?我认为并非如此,如果你能察觉到光亮并作出反应,这就是视觉。”

 

站起来的力量

当然,保罗·齐达耶的研究并没有止于“舌头感受器”,他还针对人体的感知能力研制了两个实际效果明显的新装置。至此,针对其研究的质疑声终于停止。

麻风病患者的肢体可能会丧失触觉,为此保罗发明了一种手套。这种手套的每个指尖都有传感器,而这些传感器又与前额上的5 个点相连。当手套佩戴者触摸某件物品时,他们的头部会感受到等效的压力反馈。只要几分钟,他们就能判断所接触物体表面的光滑程度。

不过,最神奇的装置还是要数保罗为一些患者所制作的特殊头盔。这些患者大都因过量服用抗生素而导致身体无法保持平衡,只能无奈地长期卧床。

吉米·怀特就是这样一位病人,他首先尝试了这种特殊头盔——一顶布满各种导线的帽子。这顶帽子通过一条电极带与吉米的舌头相连后,借助加速检波器记录下他的活动,再传输信息给他嘴里的那条电极带上的一个小圆环,这个小圆环会根据吉米身体的倾斜程度而移动。只要让圆环始终处于舌头的中央,吉米就能保持平衡,顺利行动了。

 

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卧床十余年的吉米,依靠这顶特殊头盔摆脱了病床和轮椅,再次品尝到了站立行走的滋味,保罗的这顶小帽子也让众多患者看到了希望。其实就像大家常说的一样,上帝在关上一扇门的同时,也会为你打开一扇窗。也许,大脑的神奇还远不止于此。

 

Hot 速递

大家还记得那位被挖双眼的山西男孩小斌斌吗?在经过了一个多月的舌头式导盲仪训练后,他目前已经能“看到”简单的图像了。这种训练的本质,就是通过导盲仪让他的舌头接收并识别信息,从而让他“看见”世界。据悉,只要再经过一到两年的训练,小斌斌就可以像正常人一样独立行走了。

 

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