Pawan Sinha apie tai, kaip smegenys mokosi matyti

Jei jūs esate aklas vaikas Indijoje, labai tikėtina, kad jūs turėsite įveikti bent dvi tikrai blogas žinias. Pirmoji bloga žinia yra ta, kad tikimybė gauti gydymą yra neįtikėtinai menka, taip yra dėl to, kad dauguma aklumo palengvinimo programų šalyje yra skirtos suaugusiems ir tėra vos kelios ligoninės, kurios iš tiesų pritaikytos vaikų gydymui. Tiesą sakant, jei jūs ir būtumėte gydomas, jus greičiausiai gydytų žmogus, neturintis jokios medicininės kvalifikacijos, ką ir vaizduoja ši nuotrauka iš Radžastano. Tai trejų metukų našlaitė, kuriai buvo diagnozuota katarakta. Tad jos globėjai nuvedė ją pas kaimo gydytoją, kuris vietoje to, kad pasiūlytų globėjams nuvežti mergaitę į ligoninę, nusprendė nudeginti jos pilvą su iki raudonumo įkaitintais geležiniais strypais kad būtų išvaryti demonai. Antra bloga žinia, kurią jums praneš neurologai yra ta, kad jei jūs esate vyresnis nei ketverių ar penkerių metų amžiaus, net jei jūsų akys ir bus sutvarkytos, galimybė, kad jūsų smegenys išmoks matyti yra labai labai maža. Vėlgi, tai beveik neįmanoma.

Tad kai aš tai išgirdau aš stipriai susirūpinau ir dėl asmeninių ir dėl mokslinių priežasčių. Leiskite pradėti nuo asmeninių priežasčių. Nuskambės banaliai, bet tai tikrai nuoširdu. Tai mano sūnus Darius. Būdamas jaunas tėtis aš žymiai kitaip suvokiu, kokie gležni yra kūdikiai, kokie mūsų įsipareigojimai jiems ir kiek meilės mes galime jausti vaikui. Aš sumaišyčiau dangų su žeme tam, kad išgydyčiau Darių. Ir kai man sakoma, kad yra kitų Darių, kuriems nesuteikiamas gydymas, tai tiesiog neteisinga. Tokia ta asmeninė priežastis.

Mokslinė priežastis yra ta svarbi neurologijos laikotarpio sąvoka, teigianti, jei smegenys vyresnės nei ketverių ar penkerių metų amžiaus, jos praranda galimybę mokytis. Su tuo aš nesutinku, nes nemanau, kad ši nuovoka buvo pakankamai ištirta. Ši idėja kilo iš David Hubel ir Torsten Wiesel tyrimo, dviejų Harvardo mokslininkų, kuriems 1981 metais buvo skirta Nobelio premija už vaizdinės fiziologijos nagrinėjimą, neįtikėtinai puikų mokslinį darbą, bet mano nuomone dalis šio tyrimo buvo per anksti priskirta žmogaus sričiai. Jie atliko tyrimus su kačiukais, naudodami skirtingo neįgalumo lygius, ir tie tyrimai, atlikti septintajame dešimtmetyje, dabar taikomi žmonių vaikams.

Tad aš jaučiau, kad man reiktų padaryti du dalykus. Pirma: pasirūpinti vaikais, kuriems šiuo metu trūksta gydymo. Tai humanitarinė misija. O mokslinė misija būtų išbandyti vizualinio plastiškumo ribas. Kaip matote, šios dvi misijos idealiai susiję, viena prisideda prie kitos. Iš tiesų viena be kitos būtų neįmanoma. Tam, kad įvykdyčiau šias dvi misijas prieš kelerius metus aš sukūriau Prakash projektą. Prakash, kaip daugelis jūsų žinote, Sanskrito kalba reiškia šviesą ir tai išreiškia idėją, kad atnešdami šviesą į vaikų gyvenimus, mes taip pat turime progą atskleisti kai kurias giliausias neurologijos paslaptis. Logotipas, nors ir atrodo itin airiškas, iš tikrųjų simbolizuoja indišką molinę lempą - diją. Visas Prakash projektas sudarytas iš trijų dalių, paramos centro, nustatyti vaikams, kuriems reikalinga slauga, medicininio gydymo, ir tolimesnių tyrimų. Aš noriu jums parodyti trumpą vaizdo klipą, vaizduojantį pirmuosius du šio darbo komponentus.

Tai paramos centras, veikiantis mokykloje, skirtoje akliesiems.

(Tekstas: Dauguma vaikų yra visiškai ir nepagydomai akli...)

Pawan Sinha: kadangi tai yra aklųjų mokykla, daug vaikų yra nepagydomi. Tai mikroftalmijos atvejis, kai akys ne pilnai susiformavusios, ir tai ilgalaikis atvejis. To negalima išgydyti. To, ir ekstremalios mikroftalmijos, vadinamosios anoftalmijos. Bet kai kada mes aptinkame vaikų su šiokiu tokiu likutiniu regėjimu ir tai labai geras ženklas, rodantis, kad jų liga iš tikrųjų gali būti išgydoma. Po patikrinimo mes atsivežame vaikus į ligoninę. Tai ligoninė Delyje, su kuria mes bendradarbiaujame, Šrofo Pagalbos Akies ligoninė. Joje yra puikiai įrengtas pediatrinis oftalmologijos centras, kuris įkurtas iš dalies Ronaldo Makdonaldo labdaros fondo dėka. Tad valgyti mėsainius iš tikrųjų naudinga.

(Tekstas: Tokios apžiūros leidžia mums pagerinti daugelio vaikų regėjimą ir.... ... padeda mums rasti vaikų, galinčių dalyvauti Prakash projekte.)

PS: Štai aš priartinu šio vaiko akis ir jūs galite pamatyti aklumo priežastį. Baltmės, kurias matote jo akių vyzdžiuose, yra įgimta katarakta, lęšiuko drumstumas. Mūsų akyse lęšiukas švarus, o šio vaiko lęšiukas tapo matinis, todėl jis negali matyti pasaulio. Tad vaikas yra gydomas. Jūs pamatysite akies nuotraukas. Štai akis su nepermatomu lęšiuku, kuris buvo pašalintas, o jo vietoje įstatytas akrilinis lęšiukas. Štai tas pats vaikas trys savaitės po operacijos su atmerkta dešine akimi.

(Plojimai)

Ačiū.

Net ir iš tokio trumpo klipo jūs galite suprasti, kad pasveikimas įmanomas ir šiuo metu mes gydome per 200 vaikų ir istorijos kartojasi. Po gydymo vaikas susigrąžina nemažai gebėjimų. Iš tikrųjų tai galioja net ir atvejais, kai žmogus atgauna regėjimą po kelerių negalios metų. Prieš kelerius metus mes parašėme straipsnį apie šią moterį, kurią matote dešinėje, jai buvo diagnozuota SRD ir ji atgavo regėjimą vėlyvame amžiuje ir jos regėjimas palyginus buvo tikrai puikus. Turėčiau pridėti liūdną pastebėjimą. Prieš dvejus metus ji žuvo autobuso avarijoje. Tad jos istorija yra tikrai įkvepianti, mažai žinoma, bet įkvepianti. Kai mes pradėjome gauti šiuos rezultatus, kaip ir galite įsivaizduoti, tai sukėlė nemažą sąmyšį mokslinėje ir populiariojoje spaudoje. Štai straipsnis Nature žurnale, aprašantis šį tyrimą, štai kitas žurnale Time. Tad mes buvome gana įsitikinę, mes esame įsitikinę, kad išgijimas įmanomas, nepaisant ilgalaikio regėjimo praradimo.

Tad sekantis logiškas klausimas yra: koks tas išgijimo procesas? Tam, kad suprastumėte mūsų metodus, tarkime mes randame vaiką, matantį šviesą. Vaikui suteikiamas gydymas, ir aš noriu pabrėžti, kad šis gydymas yra visiškai besąlyginis. Nėra jokios paslaugos už paslaugą. Mes gydome daug daugiau vaikų negu dalyvauja tyrimuose. Gydomas kiekvienas vaikas, kuriam to reikia. Pasibaigus gydymo kursui kiekvieną savaitę vaikui atliekame rinkinį įvairių vaizdinių testų tam, kad pamatytume, kaip vystosi jų vizualiniai įgūdžiai. Mes tai darome kiek įmanoma ilgiau. Ši vystymosi kreivė suteikia mums unikalios ir itin vertingos informacijos, apie tai, kaip vyksta regėjimo atkūrimas. Kokie yra priežastiniai ryšiai tarp ankstyvųjų ir vėlyvųjų įgūdžių?

Mes naudojame šį požiūrį tyrinėdami daugybę skirtingų regėjimo sutrikimų, bet norėčiau vieną išskirti, tai yra vaizdo skaidymas į objektus. Taigi, bet koks vaizdinys, kokį matote kairėje, ar tai būtų tikras ar dirbtinis vaizdas, yra sudarytas iš mažų sričių, kurias matote viduriniame stulpelyje, skirtingų spalvų, skirtingo apšviestumo sričių. Smegenys turi užduotį sujungti, integruoti atskirus šių sričių pogrupius į kažką labiau reikšmingo, į tai, ką mes suprantame kaip objektus, kaip jūs ir matote dešinėje. Ir niekas nežino, kaip šis integravimas vyksta. Tad šį klausimą mes ir užduodame Prakash projekto pagalba.

Tad štai kas vyksta vos pažvelgus į kažką. Štai žmogus, kuris atgavo regėjimą vos prieš kelias savaites, ir štai Ethan Myers, MIT absolventas, kuris atlieka bandymus su juo. Jo vizualinė-motorinė koordinacija gana silpna, bet galima susidaryti įspūdį, kokias sritis jis bando užfiksuoti. Jei jam parodysite aplinkos vaizdus, jei kitiems, tokiems kaip jis, parodysite aplinkos vaizdus, jie nesugebės atpažinti daugumos objektų, nes pasaulis jiems per daug fragmentuotas, jis sudarytas iš skirtingų spalvų ir šviesumų sričių kratinio, koliažo. Tai ir parodo žali kontūrai. Kai jų paprašai, net jei jie ir negali įvardinti objektų, tiesiog parodyti, kur objektai yra. Tai yra sritys, į kurias jie rodo. Pasaulis yra šis kompleksiškas sričių kratinys. Net kamuolio šešėlis tampa atskiru objektu. Įdomu, kad po kelių mėnesių nutinka štai kas.

Gydytojas: Kiek matote objektų?

Pacientas: Tai du daiktai.

Gydytojas: Kokios jų formos?

Pacientas: Jų formos... Čia apskritimas, o čia yra kvadratas.

PS: Įvyko tikrai didelis pasiketimas. Ir klausimas yra: kas sukėlė šiuos pokyčius? Tai gilus klausimas ir stebina tai, koks paprastas yra atsakymas. Atsakymas glūdi judesyje ir tai aš jums noriu parodyti kitame klipe.

Gydytojas: Kokią formą čia matote?

Pacientas: Aš negaliu atskirti.

Gydytojas: O dabar?

Pacientas: Trikampį.

Gydytojas: Kiek matote daiktų? O dabar kiek matote?

Pacientas: Du.

Gydytojas: Kokios tai figūros?

Pacientas: Kvadratas ir apskritimas.

PS: Mes matome šį modelį nuolat pasikartojantį. Vienas dalykas, reikalingas regėjimo sistemai, analizuojant aplinką, yra dinaminė informacija. Tad išvados, kurias galime padaryti iš šio ir keleto panašių eksperimentų, sako, kad dinaminės informacijos apdorojimas arba judesio analizė tarnauja kaip pagrindas regėjimo atkūrimo procese. Tai veda link vaizdinės integracijos ir pagaliau prie atpažinimo.

Ši paprasta idėja turi didžiulę reikšmę. Leiskite man greit paminėti dvi pritaikymo galimybes. Viena iš inžinerijos srities, o kita iš medicinos. Taigi, žiūrėdami iš inžinerijos perspektyvos, žinodami, kad judėjimas yra toks svarbus žmogaus regėjimo sistemai, ar mes galime tai panaudoti kaip būdą konstruojant mechanines matymo sistemas, kurios mokytųsi pačios ir kurioms nereikėtų žmogaus programavimo pagalbos. Tai, ką mes ir bandome padaryti.

Aš dirbu MIT institute. Jame reikia pritaikyti visas pagrindines žinias, kurias gauni. Mes kuriame Dilaną, skaičiavimo sistemą, turinčią ambicingą tikslą priimti vizualinius duomenis, tokius pačius, kokius gauna vaikas, ir savarankiškai atpažinti objektus, esančius tuose vaizdiniuose duomenyse. Bet nesijaudinkite dėl Dilano sandaros. Aš ketinu pakalbėti apie tai, kaip mes išbandome Dilaną. Mes Dilaną išbandome įvesdami duomenis, kaip minėjau, tokius, kokius gauna kūdikis ar vaikas Prakash projekte. Bet ilgą laiką mes negalėjome sugalvoti, kaip gauti tokio tipo duomenis. Tad aš pamaniau, kad Darius galėtų tarnauti kaip kameros nešiotojas ir taip paimti duomenis, kuriuos mes įvestume į Dilaną. Tad štai ką mes padarėme. (Juokas) Man teko ilgai šnekėti su žmona. (Juokas) Jei rimtai, Pem, jei tu šitai matai, prašau atleisk man.

Mes pakoregavome kameros optiką siekdami imituoti kūdikio regos aštrumą. Kaip kai kurie iš jūsų žinote, kūdikiai gimsta beveik akli. Jų regėjimo aštrumas -- mūsų aštrumas yra 20/20 -- kūdikių regos aštrumas yra kažkur 20/800, tad jie mato pasaulį labai labai neryškiai. Štai kaip atrodo kūdikio kameros įrašas.

(Juokas) (Plojimai)

Laimė, kad nėra garso šiame įraše. Kas nuostabu, jog nepaisant tokių labai neaiškių vaizdinių, kūdikis labai greit sugeba suvokti tokių vaizdinių reikšmę. Po dviejų ar trijų dienų kūdikiai pradeda kreipti dėmesį į motinos ar tėvo veidą. Kaip tai nutinka? Mes norime, kad tai sugebėtų ir Dilanas. Naudodamas judesio mantrą Dilanas tikrai tai gali, net ir gaudamas tokius duomenis, su šešių ar septynių minučių trukmės vaizdo medžiaga Dilanas gali pradėti atskirti formas, tarp jų ir veidus. Tai svarbus judesio įtakos įrodymas.

Klinikinė reikšmė susijusi su autizmu. Vaizdinė integracija kai kurių mokslininkų siejama su autizmu. Pamatę tai paklausėme: Ar gali vaizdinės integracijos negalia, pasireiškianti kažkur dinaminėje informacijoje, sukelti autizmą. Nes jei ši hipotezė teisinga, tai turėtų didžiulį atgarsį mūsų suvokime, kas sukelia tiek skirtingų autizmo fenotipo išraiškų.

Tai, ką pamatysite, yra video klipai kaip du vaikai, vienas sveikas, kitas sergantis autizmu, žaidžia Pongą. Vaikams žaidžiant Pongą mes sekame jų žvilgsnius. Raudonai pažymėtas akių judėjimo kelias. Tai sveikas vaikas ir, kaip matote, jis sugeba interpretuoti dinaminę informaciją nuspėdamas, kur lėks kamuoliukas. Dar prieš jam ten patenkant vaikas jau žiūri ten. Palyginkite tai su autizmu sergančiu vaiku, žaidžiančiu tą patį žaidimą. Vietoje to, kad numatytų į priekį, vaikas visada žiūri ten, kur kamuoliukas jau buvo. Dinaminės informacijos naudojimas autizmo atveju atrodo ženkliai sutrikęs. Tad mes tęsiame šiuos tyrimus ir tikimės, kad greitai turėsime pranešti daugiau informacijos.

Žvelgiant į priekį, jei jūs įsivaizduotumėte šį diską vaizduojantį visus vaikus, kuriuos mes iki šiol gydėme, tai yra problemos mastas. Raudoni taškai yra vaikai, kurių mes negydėme. Tad yra daug daugiau vaikų, kuriems reikalingas gydymas, ir norėdami išplėsti projekto apimtis mes planuojame atidaryti Prakash vaikų centrą, kuris turės paskirtą pediatrinę ligoninę, mokyklą vaikams, kuriuos gydome, ir taip pat patį moderniausią tyrimų skyrių. Prakash centras sujungs sveikatos priežiūrą, švietimą ir mokslinius tyrimus tokiu būdu, kad visuma bus didesnė už jos atskirų dalių sumą.

Tad apibendrinant, Prakash projektas per savo penkerius gyvavimo metus įtakojo daugybę sričių, nuo fundamentalios neurologijos plastiškumo ir smegenų mokymosi iki kliniškai svarbių hipotezių apie autizmą, iki savarankiškų dirbtinių regėjimo sistemų vystymo, iki studentų ir absolventų švietimo ir svarbiausia vaikų aklumo palengvinimo. Ir man bei mano mokiniams tai buvo tiesiog fenomenali patirtis, nes mes galėjome vykdyti daug įdomių tyrimų tuo pačiu padėdami daugybei vaikų, su kuriais dirbome.

Ačiū jums labai.

(Plojimai)