幾何磁性指南針,眼盲鼠恢復環境依賴。

幾何磁性指南針,眼盲鼠恢復環境依賴。Credit: [email protected] CC BY 2.0

視障者眼睛在失明之後,要保有東南西北的方向感,著實不容易。現在科技發達,藉由許多工具,像語音指揮的衛星定位系統GPS,可以導引向左向右,或者其它導盲杖、超音波和手機相機偵測障礙物等科技,視障者或許可以藉由多次的經驗學習,了解週遭環境方向。視障者雖然眼睛的影像感測功能已全部或大部分喪失,但大腦的視覺區還是完好的,只是資訊沒辦法傳到大腦而已,因此有科學家設計了生物眼,直接將攝影機收到的影像訊息,傳遞到大腦。同樣的原理,對於東西南北的方向感,我們有沒有辦法直接將指南針量到的方向資訊傳到大腦,讓視障者得知外圍週遭的方向?

指南針的導盲應用

日本東京大學(University of Tokyo)藥學系研究科的池谷裕二教授,將如同手機內裝置的「指南針」搭配兩個「鎢材質微電極」,連結到眼盲老鼠的大腦視覺皮質區,用來訓練老鼠方向感。研究結果顯示,老鼠可以自動學習利用這個指南針提供的新訊息,完成行走迷宮的測試,其表現和正常視覺的老鼠一樣。這項研究證實,哺乳類動物的大腦有無限的可能性,即使是成年的動物,大腦還是可以適應並整合新的、從未有過的經驗到現有的「腦中資料庫」裡面。

試誤後恢復環境依賴感

這項研究的設計,目的是要恢復盲眼鼠的「非自我中心」(又名「他中心」或「環境依賴」, allocentric)的感受能力,也就是動物或人類用來認知身體在環境中位置的能力。而池谷教授的裝置是一個頭戴式的「幾何磁性感測器」,可以連結到「數位指南針」和兩個「鎢材質微電極」,用來刺激腦內的「視覺皮質」區。這個裝置相當輕,也可以控制對腦刺激訊號的強弱,還配備一個充電電池。當老鼠戴上這個裝置後,感測器會自動偵測老鼠頭部的方向,產生電刺激來指引老鼠,讓老鼠知道自己所面對的方向。實驗時,將這些看不見的老鼠放入迷宮中(事實上是將他們的眼皮蓋上),訓練他們找尋食物。大約經過十次的試誤之後,這些老鼠的表現幾乎和視力正常的老鼠一樣,也就是說他們的「環境依賴」感覺又恢復了。

可以應用於導盲輔具嗎?

那要怎麼應用這個研究的結果?研究團隊指出一項非常簡單的應用,就是將這個「幾何磁性感測器」裝到視障者使用的拐杖上。

各位認為這個研究有可能發展成穿戴裝置幫助視障者認知方向感嗎?另外,老鼠在迷宮找食物的實驗,是否需要排除嗅覺的影響呢?

文章參考:ScienceDaily
圖片來源:dayblakelydonaldson@Flickr  CC BY 2.0
原文參考:Current Biology



作者簡介

BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。