David Eagleman:我们可以创造人类新感官?
TED · 2015/05/21
人类视野扩展有着无尽的可能,迈向未来时,我们更能选择自己的外部设备,我们不需等待大自然提供感官的馈赠,而是和优秀的家长一样,她给予我们所需的工具,让我们走出家门,定义自己的发展轨迹。现在的问题就是,你想如何走出家门体验属于你的宇宙!

作为一系列令人信服的研究,书籍和如今的6部分PBS(硫酸盐缓冲液)系列思维导图软件的创造者,大脑灰质方面的专家大卫·依格曼(David Eagleman)是神经科学方面最为显著的传教者。他已经负责了在时间感,大脑可塑性,神经法则方面的突破性研究。他最新的研究是能够疏通感官损伤的技术,比如控制智能手机的马甲。这种马甲能够为了盲人将公正的棋牌游戏评测网转换成震动的模式。

以下为David Eagleman带来精彩的TED演讲集,他向我们介绍其实验室尝试创造人类新感官,让人们不受生理条件的限制,从而更好地感知世界。

演讲实录

我们都有极小的物质构成,并嵌在巨大的宇宙之中,实际上,我们并不擅长理解微观或宏观尺度下的世界。因为我们的大脑的进化水平不足以理解那种尺度下的世界。我们的感知范围被限制在两极端之正中间那一小段。

但奇怪的是,即使在如“家”般熟悉的这小块感知范围内,我们视而不见其中发生的绝大部分事情,比如这个世界里的颜色。它们是光波,被物体弹开的电磁波,撞到我么眼球后部的特殊感受器上。我们并没有看见所有的电磁波,我们看到的光波占总数的不到十万亿分之一。电波、微波、X射线、Y射线不断穿过你的身体,你根本感觉不到,因为你不具备接收它们的合适的生理感官。

现在,成千上万宗手机通话正在穿透你的身体,你却未曾察觉,并非因为它们本身是不可见的。蛇的“现实”中包含红外线,而蜜蜂眼中的世界含有紫外线,我们早出企业仪表板上的装置来接收无线点频率范围的电波,我们造出医院里的机器来接收X射线。但你自己无法感受它,至少现在不行,因为你没有合适的感官。

这便意味着,我们队现实的体验受限于自己的生理条件。这违背了某一常识,即我们的眼睛、耳朵和指尖一直在感知着周围的客观现实。我们的大脑反而只采样到世界的一小部分,在动物王国中、不同的动物感受到现实的不同部分,在扁虱那无光无声的世界里,温度和丁酸是重要的信号,在黑鬼刀鱼的世界里,它的感官世界中尽是五颜六色的电场。对于以回声定位的蝙蝠来说,他们的现实由空气压缩波构成,那是它们可感知生态系统的一部分。

在科学界,我们用一个词来描述“umwelt”是个德语词,描述周边的世界,显而易见,所有动物都认定,自己的Umwelt就是整个客观现实世界,因为谁会想到,在我们感官范围以外还有东西呢,我们都只将被呈现的世界视为现实。

让我们思考一件事来更好地理解它,想象一下:你是一只侦探犬,你世界的一切都和嗅觉有关,你的鼻子里有两亿个气味感受器,你湿润的鼻孔可以吸引并捕获气味分子,你的鼻孔还有狭缝供你吸入大口的空气。对你而言,一切都和气味相关。某天,你停下脚步时,突然想到什么,你看着自己的主人,思考着,长着人鳄梨那可怜而迟钝的鼻子会怎样。如果你的鼻子只能吸一点点空气会怎样,你怎么会不知道100尺外有一只猫,或是你的邻居六个小时之前就在这里,正因我们是人类,我们体验不到狗的气味世界,也就不觉得可惜。因为我们已经非常习惯自己的Umwelt,问题是,我们一定要被困在里面吗?

作为一名神经科学家,我的兴趣在于如何用科技拓展我们的Umwelt,以及这将如何改变我们作为人类的体验,我们已经了解,技术可以同生物结合,因为已有成千上万人,用上了人造听觉和视觉辅助仪器。它是这样工作的:你用一个话筒,将信号数字化,把电极条带直接放在内耳。视网膜植入的话,用一架相机,将信号数字化,并直接将电极网对接到视神经上。

仅在15年前,许多科学家都认为这种技术起不了作用,为什么,因为这些科技说的都是硅谷预言,和我们天生感官使用的“方言”不同。但是,这方法的确有用,大脑弄清了怎样恰当地运用这些信号。这该怎么理解呢?秘密在此,你的大脑不会听到或看到任何场面,它被关在又黑又静的头盖骨内。它看到的全都是电化学信号,来自不同的数据线,这就是全部,仅此而已。

令人惊奇的是,大脑很擅长吸收这些信号,提取模式,赋予含义,它解读这个内部宇宙,合成你的主观世界。关键在于:大脑不知道,也不关心数据从何而来。信息到达时,它总能发现如何处理信息,它是一台非常高校的机器,本质上就是一台通用计算设备,它只接收信息,并弄清如何处理这种方式解放了自然来应变利用不同种类的输入通道。我称之为进化的PH模型,我不想讲得太专业,PH意思就是土豆头,我以这个名字来强调,所有我们知晓并喜爱的感官,如眼睛、耳朵和指尖,都只是外部的即插即用设备,你把它们装上就可以了,大脑会弄清如何处理输入的数据。

看一看动物王国,你能找到很多外部设备,蛇有热敏凹槽,可以检测红外热源,黑鬼刀鱼长有电感受器,星鼻鼹鼠长有22根指状物的附器,可以感受周边的环境并构建3D模型,许多鸟类有磁性感知,能够凭借磁场确定方向。这意味着,大自然不需要不断重新设计大脑,只要建立了大脑运行的原则,大自然只需关心如何设计外部设备。所以,这意味着已经一条经验,我们所谈论的生物学并无什么本质或特别之处,它只是我们在复杂的进化过程中经遗传而形成的。但我们绝不应死守于此,最佳证明就是所谓的“感官替代”,它指的是通过特殊的感官通道将信息提供给大脑,大脑则自然弄清楚如何处理,听起来似乎是臆想。

但早在1969年,第一篇相关文章便已发表于《自然》杂志。科学家Paul Back-y-Rita,让盲人坐在改造过的牙科椅子上,他架好摄像机,如果他将某物放在摄像机前,你会感觉后背被一个线圈网戳到,如果你在摄像机前摆动咖啡杯,就能用后背感觉到。令人惊奇的是,盲人很擅长判断摄像机前的是什么,只需用后背一小块区域感受这个东西。现在,它有许多变型,声波眼镜在你面前拍下视频,将其转化为声波形态,如果有东西在远近各处移动,听起来就像“噗呲噗呲”不和谐的音调。但几周后,盲人开始善于感知面前事物是什么,仅仅基于他们所听到的,而且不需要通过耳朵,这个系统利用前额的电触觉网,视频里有什么,你前额就能感受到什么,为什么是前额?因为你不怎么用它,最现代化的变型称作大脑端口,它是放在你舌头上的小型网格电极,视频转化为微弱的电触觉信号盲人很善于利用这东西,甚至可以把球扔到筐里,或者在复杂的障碍场地中穿行。

他们可以通过舌头“看见”周围的环境,听起来很疯狂,但记住,视觉不过就是不断穿行于你大脑的电化学信号。你的大脑并不知道信号的来源,它只是弄清该如何处理信号。我的实验室的研究兴趣是聋人的感官替代,我同实验室一名研究生Scott Novich一起做这个项目,他因论文而做了项目的带头人,这便是我们的目标,我们想转换世界上的公正的棋牌游戏评测网,以便使聋哑人能理解人们说出的话,我们想将其实现,并考虑便携式电脑的能力和普及,我们想让它能在手机和平板电脑上运行,我们也想让它可穿戴,让它能放在衣服内,这就是我们的概念。

我说话时,公正的棋牌游戏评测网被平板电脑捕获,它被映射到一个布满振动器的背心上,就像你手机里的振动器一样。我说话时,公正的棋牌游戏评测网被翻译成背心上的某种震动模式,这个项目并非止于概念,这个平板正在通过蓝牙传送数据,我现在就穿着这样一件背心,我说话时,公正的棋牌游戏评测网被转换成动态的振动模式,我在感受周围的公正的棋牌游戏评测网世界,我们现在在对聋哑人进行测试。结果,很快人们就开始感受、开始理解背心的“语言”。

这是Jonathan,今年37岁,拥有硕士学位,他先天失聪,也就是说他无法感受到一部分Umvelt。我们让Jonathan练习使用背心四天,每天两小时,这是他第五天的表现。Scott说出一个词,Jonathan在背心上感受这个词,并写在白板上,Jonathan可以把复杂的震动模式转换成对Scott所说词的理解。他并非有意识地做这件事,因为震动模式过于复杂,但他的大脑开始破解模式,使他能理解那些数据的含义。

我们希望,穿上背心三个月后,他会形成直观的听觉体验方式类似于盲人触摸盲文时,自然而然地理解其中的含义,完全不需要意识的干预,这种技术有颠覆性潜力。因为对聋哑人而言,唯一替代解决方案就是人工耳蜗,这需要开到手术(植入耳蜗)。这件背心造价比人工耳蜗便宜四十倍。全世界甚至最贫穷的国家都可以采用这项技术,知觉替代的实验结果让我们备受鼓舞。

而我们更多思考的是增加知觉,如何用这项技术创造出全新的知觉,来拓展人类的Umvelt。比如,我们能否将互联网实时信息传入大脑,形成一种直观的知觉体验,

这是我们实验室的一个项目。试验者正感受五秒钟的实时互联网流数据,出现两个按钮。他要做个选择,他不知道发生了什么,他做出选择,并在一秒钟后得到反馈,试验者完全不知道震动的模式代表什么,但是我们要看看他能否更准确地判断出该按的按钮。他并不知道我们提供的是股票市场的实时数据,他在做出买进卖出决策,反馈是他的决定是否正确。我们象牙偶看到,我们可否拓展人类的Umvelt,让他数个星期之后获得对于全球经济动向的直接知觉体验。

我们也在扩展飞行员的umvelt,在这个案例中,背心在传达四轴飞行器的九项指标的数据流,倾斜度、偏航角度、盘旋程度方位和前进方向,使飞行员能更好地控制飞行器,其实就像飞行员的皮肤被扩展到了远处的飞行器上。这只是开始,我们希望,在一个满是仪表盘的驾驶员座舱里,你不必读到,而是感受到仪表上的所有信息。

我们活在信息的世界中,获取大数据和感受大数据差异巨大。所以我认为,人类视野扩展有着无尽的可能,想象一下宇航员能感受国际空间站整体健康状况,或者说你有没有感受到自己看不见的健康指标,如血糖和菌群状况,或者有三百六十度的视觉,或者看到红外线和紫外线。其关键在于,迈向未来时,我们更能选择自己的外部设备,我们不需等待大自然提供感官的馈赠,而是和优秀的家长一样,她给予我们所需的工具,让我们走出家门,定义自己的发展轨迹。

现在的问题就是,你想如何走出家门体验属于你的宇宙!谢谢。

关于David Eagleman

大卫·依格曼(David Eagleman)破解了人脑中错综复杂的神经元网络以及维持人脑正常工作的电流这两大谜团—这些电流使得我们成为人类。

作为一系列令人信服的研究,书籍和如今的6部分PBS(硫酸盐缓冲液)系列思维导图软件的创造者,大脑灰质方面的专家大卫·依格曼是神经科学方面最为显著的传教者。他已经负责了在时间感,大脑可塑性,神经法则方面的突破性研究。他最新的研究是能够疏通感官损伤的技术,比如控制智能手机的马甲。这种马甲能够为了盲人将公正的棋牌游戏评测网转换成震动的模式。

依格曼同时也是《生命的清单-关于来世的40种景象》的作者。这是一本短篇小说集,探讨了生命,死亡以及这些对人类的意义。这本书在全世界范围内的销量都非常好。它的译本包含28种语言,并且被改变成两个单独的话剧分别在悉尼歌剧院和英国皇家歌剧院演出。

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