SiNAPSA, četrtek, 25. maj 2017

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Ali slepi lahko vidijo?

Katja Pavšič

Ljudem, ki vidijo, predstavlja vid glavno sredstvo za orientacijo, gibanje v prostoru in vsakdanje delovanje. Slepota po drugi strani predstavlja življenje brez zmožnosti zaznavanja vidnih dražljajev in slepi ljudje za pomoč pri orientaciji in gibanju uporabljajo druga čutila. Porajata pa se vprašanji, ali se lahko od nekdaj slepa oseba nauči videti, in ali so možgani dovolj plastični, da razvijejo popolnoma nov senzorični sistem, ki nadomesti klasični očesni vid?

Katja Pavšič Poskusi na slepih ljudeh z okvaro v primarni vidni skorji (kortikalno slepih) so pokazali, da so le-ti v določenih primerih zmožni zaznati vidne dražljaje, predstavljene slepemu delu vidnega polja, čeprav sami videnje zanikajo oziroma se ga ne zavedajo. V velikem odstotku so zmožni pravilno odgovoriti na vprašanja o obliki in barvi dražljaja ter proti predmetu usmeriti pogled in gibe rok. Gre za tako imenovani učinek slepega vida (angl. blindsight), pri katerem izpade subjektivni občutek vida, ostane pa določena zmožnost podzavestnega vidnega zaznavanja. Vzrok za opisani pojav še ni povsem razjasnjen, verjetno pa gre za aktivacijo tako imenovanih ekstrastriatnih nevronskih poti, ki vodijo od očesne mrežnice, preko lateralnega genikulatnega jedra oziroma drugih jeder, v predele zatilne skorje poleg primarne vidne skorje. Kljub znanstveni vznemirljivosti učinka slepega vida pa ni jasno v kolikšni meri je le-ta uporaben v vsakdanjem življenju kortikalno slepih oseb 1 2.

Vzrok za slepoto pa v 95-tih odstotkih ni okvara predelov vidne skorje možganov, ampak motnja v prenosu vidnih dražljajev od periferije do možganov (okvara v očesu, mrežnici ali vidnih progah) 3 4. Ob ohranjeni vidni skorji si lahko ti ljudje še vedno ustvarijo subjektivno sliko okolice s pomočjo informacij, pridobljenih iz drugih senzoričnih sistemov, kot sta sluh in dotik5. Vzrok je po besedah znanega raziskovalca na tem področju Paula Bach-y-Rita, v tem, da vidimo z možgani, ne z očmi6. Posredovanje določenih senzoričnih informacij možganom (na primer vidnih) v obliki senzoričnih dražljajev drugih vrst (na primer tipnih, slušnih) strokovno imenujemo senzorična substitucija3.

Diderot je že leta 1749 opisal slepe osebe, ki so bile sposobne zaznati predmete v okolici, še preden so se jih lahko dotaknile. Po njegovi teoriji naj bi predmete začutile kot neke vrste vibracije na koži obraza. Podobnih primerov in teorij je bilo še mnogo, a nobena ni bila prepričljiva, saj tudi slepe osebe same niso znale pojasniti svojih sposobnosti7. V začetku 19. stoletja je slep gospod po imenu James Holman prepotoval znaten del sveta in opisal vtise s svojih potovanj. Trdil je, da se pri orientaciji v prostoru zanaša na odmeve trkov svoje palice8.

Šele v štiridesetih letih prejšnjega stoletja so dokazali, da si slepi ljudje v navedenih primerih sliko okolice dejansko lahko izrišejo s pomočjo slušnih dražljajev. Tovrsten pojav se imenuje eholokacija. Eholokacija je dobro znan način navigacije, ki jo uporabljajo netopirji, delfini in kiti, ko proizvajajo ultrazvočne signale in si s pomočjo odbijanja zvoka ustvarijo zelo natančno sliko okolice. Podobno tudi veliko slepih oseb proizvaja lastne zvoke (tleskanje z jezikom ali s prsti, udarjanje s palico ob tla) in s poslušanjem njihovih odmevov pridobi informacije o predmetih v okolici. Določeni slepi ljudje so zmožni s pomočjo eholokacije zelo natančno zaznati položaj, velikost, oddaljenost, obliko in strukturo predmetov7. To jim omogoča skoraj neovirano gibanje v zaprtih prostorih, v naravi in na prometnih ulicah. Nekateri pa so se zmožni udeleževati celo športov, kot sta gorsko kolesarjenje in rolkanje 7 9.

Ugotovitve, da lahko vidne dražljaje nadomestimo s senzoričnimi dražljaji drugih vrst, so v šestdesetih letih prejšnjega stoletja vodile v vrsto raziskav na tem področju, katerih pionir je bil Paul Bach-y Rita3. Njegova ekipa je za raziskovanje tako imenovane senzorične substitucije razvila različne naprave, s katerimi se vidne informacije do možganov prenesejo preko dotika kože. Tovrstne naprave s pomočjo video kamere zajamejo vidne informacije, jih pretvorijo v tipne električne ali vibracijske dražljaje in te dražljaje s pomočjo posebnih stimulatorjev prenesejo na površino določenega dela telesa. Od tod se informacije preko senzoričnih živcev prenesejo v možgane, ki podatke obdelajo in jih zaznajo kot vidno sliko. V prvih raziskavah so projicirali slike slabe ločljivosti (400 pik, med seboj oddaljenih po 1 cm) na kožo hrbta slepih oseb. Kljub slabi ločljivosti so te osebe z nekaj vaje lahko razpoznale predmete v okolici in celo različne obraze.

V nadaljnjih raziskavah so s pomočjo razvoja tehnologije ločljivost slike izboljšali in preizkušali izide stimulacije različnih delov telesa. Kot idealna se je izkazala elektrostimulacija jezika, ki je zmožen posredovati kompleksne prostorske vzorcev. Pri uporabi tovrstne naprave slepa oseba sama upravlja video kamero, nameščeno na roke, glavo ali kam drugam. Kamera je povezana z elektrodno ploščico velikosti pisemske znamke, ki je položena na jezik. Uporabniki so po zadostni vaji poročali, da slike ne zaznavajo več na jeziku, ampak v prostoru, naučili so se kompleksne zaznave prostora z natančno presojo perspektive in globine, uspešno izvajali naloge, ki zahtevajo koordinacijo oči in rok, ocenili hitrost in smer gibajočega se predmeta in z več kot petindevedesetodstotno natančnostjo uspeli odbiti žogico, ki se je kotalila preko roba mize. Subjektivna izkušnja je bila torej zelo podobna, če ne celo enaka vidu. O njej so poročali ljudje, ki so oslepeli tekom življenja, kot tudi tisti od rojstva slepi. Temu v prid govorijo tudi dokazi, da te osebe s pomočjo senzorične substitucije izkusijo celo vidne iluzije, kot je takoimenovani učinek slapu 4. Podobne rezultate so prinesle tudi raziskave naprav, ki vidne dražljaje namesto v tipne pretvorijo v zvočne dražljaje in s tem delujejo podobno kot eholokacija3.

Več raziskav je s pomočjo slikanja s funkcijsko magnetno resonanco in pozitronsko emisijsko tomografijo dokazalo, da se ob uporabi eholokacije in naprav za vidno senzorično substitucijo dejansko aktivirajo predeli vidne možganske skorje pri slepih od rojstva in tudi pri tistih, ki so oslepeli tekom življenja. Dokazali so tudi, da se kmalu po nastanku slepote pojavi plastična reorganizacija možganov, pri čemer vidno skorjo aktivirajo slušni in tipni dražljaji. To pomeni, da je vidna skorja sposobna sprejemati in obdelovati ne le vidne, ampak tudi druge senzorične dražljaje ter jih predstaviti zavesti kot vidno sliko okolice. In to postavlja tradicionalni nevroznanstveni model, ki deli senzorične predele možganov glede na vrsto senzoričnega dražljaja, ki ga posamezen predel sprejema in obdeluje, pod vprašaj. Po tem modelu je namreč vidna skorja sposobna obdelovati le vidne dražljaje, slušna skorja le slušne itd. Na podlagi raziskav senzorične substitucije so znanstveniki postavili teorijo, da predeli možganov niso specializirani glede na vrsto senzoričnega dražljaja, ki ga prejemajo, ampak glede na nalogo, ki jo opravljajo. Vidna skorja je po tej teoriji specializirana za vidno predstavo prostora, ki pa si jo lahko ustvari ne le na podlagi vidnih, ampak - ob ustrezni reorganizaciji - tudi drugih senzoričnih dražljajev. Tako se funkcija vidne skorje s pomočjo preklopa na druge senzorične dražljaje ohrani tudi pri osebah, ki oslepijo že zgodaj v življenju3 10.

Zaradi plastičnosti možganov je torej od rojstva slepa oseba pa tudi oseba, ki je oslepela kasneje v življenju, ob nadomestitvi vidnih dražljajev s tipnimi ali slušnimi, zmožna videti 10. Naprave za senzorično substitucijo tako ne predstavljajo le orodja za raziskovanje plastičnosti možganov, ampak tudi možnost za uspešno vidno rehabilitacijo slepih oseb ter bodo v prihodnosti morda prešle iz laboratorijev v vsakdanjo uporabo3.

    ___
  1. Cowey A. The blindsight saga. Experimental Brain Research. 2010 Jan;200(1):3–24. 

  2. Leopold DA. Primary Visual Cortex: Awareness and Blindsight *. Annual Review of Neuroscience. 2012 Jul 21;35(1):91–109. 

  3. Maidenbaum S, Abboud S, Amedi A. Sensory substitution: closing the gap between basic research and widespread practical visual rehabilitation. Neurosci Biobehav Rev. 2014; 41: 3–15. 

  4. Bach-Y-Rita P. Tactile Sensory Substitution Studies. Ann N Y Acad Sci. 2004; 1013: 83–91. 

  5. O’Regan JK, Noë A. A sensorimotor account of vision and visual consciousness. Behav Brain Sci. 2001; 24 (5): 939–73; discussion 973–1031. 

  6. Bach-y-rita, P. Emerging concepts of brain function. J Integr Neurosci. 2004; 4(2): 183-205. 

  7. Kolarik AJ, Cirstea S, Pardhan S, Moore BC. A summary of research investigating echolocation abilities of blind and sighted humans. Hear Res. 2014; 310: 60–8. 

  8. Holman, J. A Voyage Round the World: Including Travels in Africa, Asia, Australia, America etc. from 1827 - 1832. London: Smith, Elder; 1834. 

  9. Finkel, M. The blind man who taught himself to see. Men’s Journal [internet]. 2011 [citirano 2015 Jan 25]. Dosegljivo na: http://www.mensjournal.com/magazine/the-blind-man-who-taught-himself-to-see-20120504 

  10. Renier L, De Volder AG, Rauschecker JP. Cortical plasticity and preserved function in early blindness. Neurosci Biobehav Rev. 2014; 41: 53–63. 

Katja Pavšič, dr. med.
Nevrološka klinika
Univerzitetni klinični center Ljubljana

Recenziral
mag. Matjaž Mihelčič, M. Sc., optometrist
Veleučilište Velika Gorica

Prispelo: februar 2015
Sprejeto: februar 2015
Objavljeno: november 2015