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眼科讲眼·EYE科普 | “看见”的秘密 #千万IP创科普#

中山大学中山眼科中心
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9月8日,2024年巴黎残奥会闭幕,中国体育代表团以94金76银50铜的战绩收官,位列金牌榜和奖牌榜双第一!邸东东以6米85的成绩打破了尘封十年的男子T11级跳远世界纪录!

T11级跳远是什么?

为了确保参赛选手在跳远比赛中,能够得到公平的竞争环境,他们都需要佩戴遮光眼罩进行比赛。

这个项目中,视力残疾的运动员需要在一个1.22米X1米的小区域内起跳,这么狭小的区域,对于他们来说,是个巨大的挑战。跳远助跑的距离长达30米,在关键时刻,他们要精准地踩在这个小区域上完成起跳,难度可想而知!

“第二双眼睛”

盲人运动员完全看不到起跳区域,他们是如何做到的呢?

让我们看看邸东东比赛的画面:

随着教练员王琳的一声声口令“来、来、来……”,中国选手邸东东开始助跑、加速,就在口令停止的刹那,邸东东高高跃起,在空中划出一道美丽的弧线。准确起跳的答案在于——声音引导。

经过长时间的训练,盲人运动员就可以通过声音精确地定位起跳点。

另外研究发现,盲人可以通过使用回声来绘制周围环境,类似于蝙蝠或海豚的导航方式。

视觉皮层是大脑中主要负责视觉处理的区域。科学研究还发现,视力受损者的听觉系统与大脑的其他部分发生了奇妙的变化。

例如,盲人在听到不同动物叫声时,他们的视觉皮层(是的,没看错,就是负责视觉的那部分大脑)会被激活,而且不同声音的反应模式也不同。对于视力正常的人,视觉皮层在这种情况下几乎是“按兵不动”的。

这表明,视觉皮层在一定程度上 “接管”了处理声音信息的工作。这种现象也同样出现在盲文阅读上,触觉信息会在他们的大脑视觉区域引发活动。

这些发现证明了强大的大脑可塑性,失去了视觉,大脑依然能通过其他感官来补偿。当一个人失去视力时,视觉皮层并不会无事可做,而是会发生重组和代偿,以适应视觉缺失并提升其他感官的功能,因此视力受损者就能实现“看见”。

科技带来便利

感知代偿是一种让盲人使用其他感官来“代偿”从视觉中得到的信息的技术。事实上,人的大脑是一个复杂而神奇的器官,它负责接收、处理和解释我们感官输入的信息。

听觉导航技术使用声音和声纳原理,将周围环境信息转化为盲人可以听到的声音。

例如,通过声纳装置发出超声波,当物体靠近时,盲人会听到更强烈的声音,从而提醒他们注意避开障碍物。当盲人在听觉导航系统中语音输入目的地后,配备有GPS定位、语音导航和环境描述等功能的听觉导航系统系统会通过语音提示告知他们前进的方向和距离。同时,系统还可以提供实时的环境描述,例如交通状况、建筑物位置等,帮助盲人更好地规划行动。

利用大脑神奇而强大的可塑性,盲人能够代偿眼睛无法提供的视觉信息,为盲人实现“看见”提供了可能。

随着科技的不断进步,我们有理由相信,在不久的将来,盲人会拥有更先进、更便捷的感知代偿技术,为他们带来更加丰富多彩的“视”界。

【参考文献】

[1]Bértolo H, Paiva T, Pessoa L, et al. Visual dream content, graphical representation and EEG alpha activity in congenitally blind subjects[J]. Cognitive brain research, 2003, 15(3): 277-284.

[2]Wang, X., Peelen, M. V., Han, Z., He, C., Caramazza, A., & Bi, Y. (2015). How visual is the visual cortex? Comparing connectional and functional fingerprints between congenitally blind and sighted individuals. Journal of Neuroscience, 35(36), 12545-12559.

[3]Gazzaniga, Michael S et al. 认知神经科学 : 关于心智的生物学 / Michael S. Gazzaniga, Richard B. Ivry, George R. Mangun著 ; 周晓林, 高定国等译. 第1版. 北京: 中囯轻工业出版社, 2018

来源:“众星闪耀”科普小组

文字:常帅 邱璇

审核:余新平