Senzorická substituce - Sensory substitution

Senzorická substituce je změna vlastností jednoho smyslová modalita do podnětů jiné smyslové modality.

Senzorický substituční systém se skládá ze tří částí: senzoru, spojovacího systému a stimulátoru. Senzor zaznamenává podněty a předává je vazebnému systému, který tyto signály interpretuje a přenáší na stimulátor. V případě, že snímač získává signály druhu, který nebyl původně nositeli k dispozici, jedná se o případ senzorické zvětšení. Senzorická substituce se týká člověka vnímání a plasticita lidského mozku; a proto nám umožňuje více studovat tyto aspekty neurovědy neuroimaging.

Systémy senzorické substituce mohou lidem pomoci tím, že obnoví jejich schopnost vnímat určité vadné senzorické modality pomocí senzorických informací z fungující senzorické modality.

Dějiny

Myšlenka smyslové substituce byla zavedena v 80. letech 20. století Paul Bach-y-Rita jako prostředek k použití hlavně jedné smyslové modality transakce, získat informace o životním prostředí, které mají být použity jinou smyslovou modalitou, zejména vidění.[1][2] Poté celé pole probral Chaim-Meyer Scheff v „Experimentálním modelu pro studium změn v organizaci zpracování lidských smyslových informací prostřednictvím návrhu a testování neinvazivních protetických pomůcek pro osoby se smyslovým postižením“.[3] První systém smyslové substituce vyvinuli Bach-y-Rita et al. jako prostředek plasticity mozku u vrozeně slepých jedinců.[4] Po tomto historickém vynálezu byla senzorická substituce základem mnoha studií zkoumajících vnímavost a kognitivní neurovědy. Od té doby senzorická substituce přispěla ke studiu lidské funkce mozku poznání a rehabilitace.[5]

Fyziologie

Když člověk oslepne nebo ohluší, obecně neztratí schopnost slyšet nebo vidět; prostě ztrácejí schopnost přenášet smyslové signály z periferie (sítnice pro vize a kochlea pro sluch) do mozku.[6] Vzhledem k tomu, že cesty zpracování zraku jsou stále neporušené, osoba, která ztratila schopnost načítat data ze sítnice, může stále vidět subjektivní obrazy pomocí dat shromážděných z jiných senzorických modalit, jako je dotek nebo konkurz.[7]

V běžném vizuálním systému se data shromážděná sítnicí převádějí na elektrický stimul v zrakový nerv a předává se do mozku, který znovu vytváří obraz a vnímá ho. Protože za konečné vnímání je zodpovědný mozek, je možná smyslová substituce. Během senzorické substituce intaktní senzorická modalita přenáší informace do oblastí vizuálního vnímání mozku, takže osoba může vnímat zrak. Se smyslovou substitucí mohou informace získané z jedné smyslové modality dosáhnout struktur mozku fyziologicky souvisejících s jinými smyslovými modalitami. Dotyková vizuální náhrada přenáší informace z dotykových receptorů do vizuální kůry pro interpretaci a vnímání. Například prostřednictvím fMRI, lze určit, které části mozku se aktivují během smyslového vnímání. U nevidomých je vidět, že zatímco dostávají pouze hmatové informace, jejich zraková kůra je také aktivována, jak vnímají pohled předměty.[8] Je také možná senzorická substituce dotykem, přičemž informace z dotykových receptorů jedné oblasti těla mohou být použity k vnímání dotyku v jiné oblasti. Například v jednom experimentu Bach-y-Rity bylo možné obnovit vnímání dotyku u pacienta, který ztratil periferní vjem kvůli malomocenství.[9]

Technologická podpora

Aby bylo možné dosáhnout smyslové substituce a stimulovat mozek bez neporušených smyslových orgánů k předávání informací, lze k přenosu signálu použít spíše stroje než smyslové orgány. Tento rozhraní mozek-stroj sbírá externí signály a transformuje je na elektrické signály, které mozek interpretuje. Kamera nebo mikrofon se obecně používají ke sběru vizuálních nebo sluchových podnětů, které se používají k nahrazení ztraceného zraku a sluchu. Vizuální nebo sluchová data shromážděná ze senzorů se transformují na hmatové podněty, které se poté přenášejí do mozku pro vizuální a sluchové vnímání. Tento a všechny typy senzorické substituce jsou možné pouze kvůli neuroplasticitě.[9]

Plastickost mozku

Plastickost mozku označuje schopnost mozku přizpůsobit se měnícímu se prostředí, například absenci nebo zhoršení smyslu. Je to myslitelné kortikální přemapování nebo reorganizace v reakci na ztrátu jednoho smyslu může být evolučním mechanismem, který lidem umožňuje přizpůsobit se a kompenzovat je lepším používáním jiných smyslů. Funkční zobrazování vrozeně slepých pacientů ukázalo cross-modální nábor týlní kůra během percepčních úkolů, jako je čtení v Braillově písmu, hmatové vnímání, taktické rozpoznávání objektů, lokalizace zvuku a zvuková diskriminace.[5] To může naznačovat, že nevidomí mohou použít svůj okcipitální lalok, obvykle používaný k vidění, k vnímání předmětů pomocí jiných senzorických modalit. Tento křížová modální plasticita může vysvětlit často popisovanou tendenci nevidomých projevovat zvýšenou schopnost v ostatních smyslech.[10][11][12][13][14]

Vnímání versus snímání

Při zvažování fyziologických aspektů smyslové substituce je nezbytné rozlišovat mezi vnímáním a vnímáním. Obecná otázka, kterou tato diferenciace představuje, zní: Vidí slepí lidé nebo vnímání vidět spojením různých senzorických dat? Zatímco vjem přichází v jedné modalitě - vizuální, sluchové, hmatové atd. - vnímání v důsledku smyslové substituce není jednou modalitou, ale výsledkem křížových modálních interakcí. Proto se dospělo k závěru, že zatímco smyslová náhrada za vidění vyvolává vizuální vnímání vidoucí u jedinců vyvolává sluchové nebo hmatové vnímání slepý Jednotlivci.[15] Stručně řečeno, slepí lidé vnímat vidět skrze dotek a konkurz se smyslovou substitucí.

Různé aplikace

Žádosti se neomezují pouze na zdravotně postižené osoby, ale zahrnují také umělecký prezentace, hry, a rozšířená realita. Některé příklady jsou nahrazení vizuálních podnětů zvukovými nebo hmatovými a zvukových podnětů hmatovými. Mezi nejoblíbenější patří pravděpodobně Paul Bach-y-Rita's Tactile Vision Sensory Substitution (TVSS), vyvinutý Carterem Collinsem na Smith-Kettlewell Institute a Peter Meijer Přístup Seeing Sound (The VOICe). Technický vývoj, jako např miniaturizace a elektrická stimulace napomáhat pokroku senzorických substitučních zařízení.

V senzorických substitučních systémech obecně máme senzory, které shromažďují data z vnějšího prostředí. Tato data se poté přenášejí do vazebního systému, který interpretuje a přenáší informace a poté je znovu přehrává na stimulátor. Tento stimulátor nakonec stimuluje fungující senzorickou modalitu.[15] Po tréninku se lidé naučí používat informace získané z této stimulace k prožívání vnímání chybějícího pocitu místo skutečně stimulovaného pocitu. Například pacient s malomocenstvím, jehož vnímání periferního dotyku bylo obnoveno, byl vybaven rukavicí obsahujícími umělé kontaktní senzory spojené s kožními senzorickými receptory na čele (které byly stimulovány). Po tréninku a aklimatizaci byl pacient schopen zažít data z rukavice, jako by pocházela z konečků prstů, přičemž ignoroval pocity na čele.[9]

Hmatové systémy

Rozumět hmatové smyslové střídání je nezbytné porozumět některé základní fyziologii hmatových receptorů kůže. Existuje pět základních typů hmatových receptorů: Pacinianův krvinek, Meissnerovo tělo, Ruffini zakončení, Merkelová nervová zakončení, a volné nervové zakončení. Tyto receptory se vyznačují hlavně tím, který typ stimulů je nejlépe aktivuje, a rychlostí adaptace na trvalé stimuly.[16] Kvůli rychlé adaptaci některých z těchto receptorů na trvalé podněty vyžadují tyto receptory, aby byly optimálně aktivovány, rychle se měnící hmatové stimulační systémy.[17] Ze všech těchto mechanoreceptorů nabízí Pacinianovo tělo nejvyšší citlivost na vysokofrekvenční vibrace od několika 10 s Hz do několika kHz pomocí svých specializovaných mechanotransdukce mechanismus.[18][19]

Existují dva různé typy stimulátorů: elektrotaktilní nebo vibrotaktilní. Elektrotaktilní stimulátory používají k zahájení akčních potenciálů přímou elektrickou stimulaci nervového zakončení v kůži; vyvolaný pocit, popáleniny, svědění, bolest, tlak atd. závisí na stimulačním napětí. Vibrotaktilní stimulátory využívají tlak a vlastnosti mechanoreceptorů pokožky k vyvolání akčních potenciálů. Pro oba tyto stimulační systémy existují výhody a nevýhody. U elektrotaktilních stimulačních systémů ovlivňuje spouštěný pocit mnoho faktorů: stimulační napětí, proud, tvar vlny, velikost elektrody, materiál, kontaktní síla, umístění pokožky, tloušťka a hydratace.[17] Elektrotaktilní stimulace může zahrnovat přímou stimulaci nervů (perkutánně ) nebo přes kůži (transkutánně ). Perkutánní aplikace způsobuje další utrpení pacienta a je hlavní nevýhodou tohoto přístupu. Kromě toho stimulace kůže bez zavedení vede k potřebě stimulace vysokým napětím kvůli vysoké impedanci suché pokožky,[17] pokud jazyk není používán jako receptor, který vyžaduje pouze asi 3% napětí.[20] Tato druhá technika prochází klinickými zkouškami pro různé aplikace a byla schválena pro pomoc nevidomým ve Velké Británii.[21][22] Alternativně byla střecha ústí navržena jako další oblast, kde lze pociťovat nízké proudy.[23]

Elektrostatický pole jsou prozkoumána jako interakce člověk-počítač zařízení pro dotykové obrazovky.[24] Ty jsou založeny na jevu zvaném elektrovibrace, což umožňuje pociťovat proudy na úrovni mikroampéru jako drsnost povrchu.[25][26]

Vibrotaktilní systémy využívají vlastnosti mechanoreceptorů v kůži, takže mají méně parametrů, které je třeba sledovat ve srovnání s elektrotaktilní stimulací. Vibrotaktilní stimulační systémy však musí počítat s rychlou adaptací hmatového smyslu.

Dalším důležitým aspektem hmatových senzorických substitučních systémů je umístění hmatové stimulace. Hmatové receptory jsou bohaté na konečky prstů, obličej a jazyk, zatímco řídké na zádech, nohou a pažích. Je nezbytné vzít v úvahu prostorové rozlišení receptoru, protože má zásadní vliv na rozlišení senzorické substituce.[17] Pin-array displej s vysokým rozlišením je schopen prezentovat prostorové informace prostřednictvím hmatových symbolů, jako jsou mapy měst[27] a mapy překážek.[28]

Níže naleznete několik popisů současných hmatových substitučních systémů.

Taktilní - vizuální

Jednou z nejstarších a nejznámějších forem senzorických substitučních zařízení byl TVSS Paula Bach-y-Rity, který převáděl obraz z videokamery na hmatový obraz a spojil jej s hmatovými receptory na zadní jeho slepého subjektu.[1] Nedávno bylo vyvinuto několik nových systémů, které propojují hmatový obraz s hmatovými receptory v různých oblastech těla, jako jsou hrudník, obočí, konečky prstů, břicho a čelo.[6] Hmatový obraz vytvářejí stovky aktivátorů umístěných na osobě. Aktivátory jsou solenoidy o průměru jednoho milimetru. V experimentech slepý (nebo se zavázanýma očima ) subjekty vybavené TVSS se mohou naučit detekovat tvary a orientovat se. V případě jednoduchých geometrických tvarů trvalo asi 50 pokusů, než bylo dosaženo stoprocentního správného rozpoznání. Identifikace předmětů v různých orientacích vyžaduje několik hodin učení.

Nejpraktičtější je systém využívající jazyk jako rozhraní člověk-stroj. Rozhraní jazyk-stroj je chráněno uzavřenými ústy a sliny v ústech poskytují dobré elektrolytické prostředí, které zajišťuje dobrý kontakt elektrody.[20] Výsledky studie Bach-y-Rita et al. ukazují, že elektrotaktilní stimulace jazyka vyžaduje 3% napětí potřebného ke stimulaci prstu.[20] Jelikož je praktičtější nosit ortodontický držák, který drží stimulační systém, než zařízení připevněné k jiným částem těla, je mezi systémy TVSS oblíbenější rozhraní jazyk-stroj.

Tento systém TVSS jazyka funguje tak, že dodává pružně elektrotaktilní podněty na hřbet jazyka pole elektrod vložené do úst. Toto elektrodové pole je připojeno k jednotce displeje jazyka [TDU] pomocí plochého kabelu vycházejícího z úst. Videokamera zaznamenává obraz a přenáší jej do TDU pro převod na hmatový obraz. Hmatový obraz se poté promítne na jazyk pomocí plochého kabelu, kde receptory jazyka zachytí signál. Po tréninku jsou subjekty schopny přiřadit určité typy podnětů k určitým typům vizuálních obrazů.[6][29] Tímto způsobem lze použít hmatový vjem pro vizuální vnímání.

Senzorické substituce byly také úspěšné se vznikem nositelných haptických ovladačů, jako jsou vibrotaktilní motory, solenoidy, Peltierovy diody atd. Centrum pro kognitivní všudypřítomné výpočty v Arizonská státní univerzita, vědci vyvinuli technologie, které umožňují nevidomým lidem vnímat sociální situační informace pomocí nositelných vibrotaktilních pásů[30] (Haptic Belt) a rukavice[31][32] (VibroGlove). Obě technologie používají miniaturní kamery namontované na brýlích, které nosí nevidomý uživatel. Haptic Belt poskytuje vibrace, které vyjadřují směr a vzdálenost, ve které osoba stojí před uživatelem, zatímco VibroGlove používá časoprostorové mapování vibračních vzorů k vyjádření výrazů obličeje interakčního partnera. Alternativně se ukázalo, že i velmi jednoduchá narážky naznačující přítomnost nebo nepřítomnost překážek (prostřednictvím malých vibračních modulů umístěných na strategických místech v těle) mohou být užitečné pro navigaci, stabilizaci chůze a snížení úzkosti při vývoji v neznámém prostoru. Tento přístup, nazývaný „Haptický radar“[33] byla od roku 2005 studována vědci z Tokijská univerzita ve spolupráci s University of Rio de Janeiro.[34] Podobné produkty zahrnují vestu a opasek Eyeronman[35][36][37]a systém sítnice na čele[38].

Hmatové – sluchové

Neuro vědec David Eagleman představila na TED v roce 2015 nové zařízení pro zvukově dotykový sluch;[39] jeho laboratorní výzkum se poté rozšířil na společnost se sídlem v Palo Alto v Kalifornii, nazvanou Neosensory.[40] Neosenzorická zařízení zachycují zvuk a mění je na vysoce dimenzionální vzory dotyku na pokožce.[41][42]

Experimenty Schurmann et al. ukázat, že hmatové smysly mohou aktivovat lidskou sluchovou kůru. V současné době lze vibrotaktilní podněty použít k usnadnění sluchu u normálních a sluchově postižených lidí.[43] Pro testování sluchových oblastí aktivovaných dotykem Schurmann et al. testované subjekty při stimulaci prstů a dlaní pomocí vibračních rázů a prstů hmatem. Zjistili, že hmatová stimulace prstů vede k aktivaci oblasti sluchového pásu, což naznačuje, že existuje vztah mezi auditem a taktikou.[43] Proto lze provést budoucí výzkum, který by prozkoumal pravděpodobnost systému hmatové a sluchové senzorické substituce. Jeden slibný[Citace je zapotřebí ] vynález je „syntetizátor smyslových orgánů“[44] jehož cílem je dodávat normální sluchový rozsah devíti oktáv přes 216 elektrod do sekvenčních dotykových nervových zón vedle páteře.

Hmatové – vestibulární

Někteří lidé s poruchy rovnováhy nebo nežádoucí účinky na antibiotika trpí bilaterálním vestibulárním poškozením (BVD). Mají potíže s udržováním držení těla, nestabilní chůzí a oscilopsie.[45] Tyler a kol. studoval restituci posturální kontroly hmatem pro vestibulární senzorickou substituci. Vzhledem k tomu, že pacienti s BVD nemohou integrovat vizuální a hmatové narážky, mají velké potíže s postavením. Použití na hlavě akcelerometr a rozhraní mozek-stroj, které využívá elektrotaktilní stimulaci na jazyku, byly pacientovi předány informace o orientaci hlavy a těla, takže je k dispozici nový zdroj dat pro orientaci a udržení dobrého držení těla.[45]

Hmatové - hmatové pro obnovení periferního vjemu

Dotyková senzorická substituce je místo, kde lze informace z dotykových receptorů jedné oblasti použít k vnímání dotyku v jiné. Například v jednom experimentu Bach-y-Rity bylo dotykové vnímání obnoveno u pacienta, který ztratil periferní vjem z lepry.[9] Například tento pacient s malomocenstvím byl vybaven rukavicí obsahujícími senzory umělého kontaktu spojené s kožními senzorickými receptory na čele (které byly stimulovány). Po tréninku a aklimatizaci byl pacient schopen zažít data z rukavice, jako by pocházela z konečků prstů, přičemž ignoroval pocity na čele.[9] Po dvou dnech tréninku hlásil jeden z leprů „úžasný pocit dotyku se svou ženou, který nemohl zažít po dobu 20 let“.[46]

Hmatový zpětnovazební systém pro protetické končetiny

Díky vývoji nových technologií je nyní pravděpodobné poskytnout pacientům protetické paže s hmatovou a kinestetickou citlivostí.[47] Ačkoli se nejedná o čistě smyslový substituční systém, používá stejné principy k obnovení vnímání smyslů. Některé metody hmatové zpětné vazby k obnovení vnímání dotyku po amputovaných osobách by byly přímou nebo mikro stimulací afektivních hmatových nervů.[47]

Další aplikace senzorických substitučních systémů lze vidět ve funkčních robotických protézách u pacientů s kvadrupplegií na vysoké úrovni. Tato robotická ramena mají několik mechanismů detekce skluzu, vibrací a detekce textury, které předávají pacientovi prostřednictvím zpětné vazby.[46] Po dalším výzkumu a vývoji mohou být informace z těchto ramen využívány pacienty k vnímání toho, že drží a manipulují s objekty, zatímco jejich robotické rameno úkol skutečně splňuje.

Sluchové systémy

Sluchové smyslové substituční systémy, jako jsou hmatové smyslové substituční systémy, mají za cíl použít jednu smyslovou modalitu k vyrovnání nedostatku druhého, aby získali vnímání toho, který chybí. Pomocí sluchové senzorické substituce detekují a ukládají vizuální nebo hmatové senzory informace o vnějším prostředí. Tyto informace jsou pak rozhraními transformovány na zvuk. Většina systémů jsou náhražky sluchového vidění, jejichž cílem je využívat sluch k přenosu vizuální informace k nevidomým.

Zvukový displej vOICe

„The vOICe“ převádí živé pohledy kamery z videokamery na zvukové scény, vzory skóre různých tónů při různých hlasitostech a výškách emitovaných současně.[48] Technologie vOICe byla vynalezena v 90. letech 20. století Peter Meijer a používá obecné mapování videa na zvuk přidružením výšky k výšce a jasu s hlasitostí při skenování libovolného snímku videa zleva doprava.[6]

EyeMusic

Uživatel EyeMusic nosí miniaturní fotoaparát připojený k malému počítači (nebo smartphonu) a stereofonní sluchátka. Obrázky jsou převedeny do „zvukových scén“. Vysoká místa na obrazu se promítají jako vysoké noty v pentatonickém měřítku a nízká svislá místa jako nízké noty.

EyeMusic přenáší informace o barvách pomocí různých hudebních nástrojů pro každou z následujících pěti barev: bílá, modrá, červená, zelená, žlutá. EyeMusic využívá střední rozlišení 30 × 50 pixelů. [49][50] [51]

LibreAudioView

Tento projekt, představený v roce 2015,[52] navrhuje nové všestranné mobilní zařízení a metodu sonifikace speciálně navrženou pro pohyb zrakově postižených chodců. Sonifikuje v reálném čase prostorové informace z video streamu získaného při standardní snímkové frekvenci. Zařízení se skládá z miniaturní kamery integrované do rámu brýlí, která je připojena k bateriovému minipočítači nosenému kolem krku pomocí řemínku. Zvukový signál se k uživateli přenáší přes běžící sluchátka. Tento systém má dva provozní režimy. V prvním režimu, když je uživatel statický, se sonifikují pouze okraje pohybujících se objektů. V druhém režimu, když se uživatel pohybuje, jsou okraje statických i pohybujících se objektů sonifikovány. Stream videa je tedy zjednodušen extrakcí pouze okrajů objektů, které se mohou stát nebezpečnými překážkami. Systém umožňuje lokalizaci pohybujících se objektů, odhad trajektorií a detekci přibližujících se objektů.

PSVA

Dalším úspěšným vizuálně-sluchovým senzorickým substitučním zařízením je Protéza nahrazující vidění pro audit (PSVA).[53] Tento systém využívá televizní kameru umístěnou na hlavě, která umožňuje online překlad vizuálních vzorů do zvuku v reálném čase. Zatímco se pacient pohybuje, zařízení snímá vizuální snímky na vysoké frekvenci a generuje odpovídající komplexní zvuky, které umožňují rozpoznání.[6] Vizuální podněty se přenášejí do sluchových podnětů pomocí systému, který využívá vztah pixel-frekvence a spojuje hrubý model lidské sítnice s inverzním modelem hlemýždě.[53]

Vibe

Zvuk produkovaný tímto softwarem je směsí sinusových zvuků produkovaných virtuálními „zdroji“, přičemž každý odpovídá „receptivnímu poli“ v obrazu. Každé vnímavé pole je sada lokalizovaných pixelů. Amplituda zvuku je určena střední svítivostí pixelů odpovídajícího receptivního pole. Frekvence a interurální disparita jsou určeny těžištěm souřadnic pixelů receptivního pole v obraze (viz „Něco tam venku je: distální atribuce v senzorické substituci, o dvacet let později“; Auvray M ., Hanneton S., Lenay C., O'Regan K. Journal of Integrative Neuroscience 4 (2005) 505-21). Vibe je projekt Open Source hostovaný společností Sourceforge.

Jiné systémy

Jiné přístupy k nahrazení sluchu zrakem používají binaurální směrové signály, stejně jako přirozené lidská echolokace dělá. Příkladem druhého přístupu je čip „SeeHear“ od společnosti Caltech.[54]

Další vizuálně-sluchová substituční zařízení se odchylují od mapování obrázků vOICe ve stupních šedi. Kromophone Zacha Capalba používá základní barevné spektrum, které koreluje s různými zvuky a zabarvením, a poskytuje tak uživatelům percepční informace nad možnosti vOICe.[55]

Implantáty nervového systému

Pomocí stimulačních elektrod implantovaných do lidského nervového systému je možné aplikovat proudové impulsy, které se příjemce naučí a spolehlivě rozpozná. To bylo úspěšně prokázáno při experimentování, autorem Kevin Warwick, že signály mohou být použity z indikátorů síly / dotyku na robotické ruce jako prostředek komunikace.[56]

Kritika

Tvrdilo se, že pojem „substituce“ je zavádějící, protože se jedná pouze o „doplnění“ nebo „doplnění“, nikoli o náhradu smyslové modality.[57]

Senzorické zvětšení

Viz také: Vylepšení člověka a Dálkový průzkum Země

V návaznosti na výzkum prováděný na senzorické substituci, vyšetřování možnosti rozšiřování senzorický aparát těla nyní začíná. Záměrem je rozšířit schopnost těla vnímat ty aspekty prostředí, které tělo normálně v přirozeném stavu nevnímá.

Aktivní práci v tomto směru provádí mimo jiné projekt e-sense[58] z Otevřená univerzita a Edinburgh University projekt feelSpace University of Osnabrück a projekt hearSpace v University of Paris.

Zjištění výzkumu senzorické augmentace (stejně jako senzorické substituce obecně), který zkoumá vznik percepční zkušenosti (kvalia) z činnosti neuronů, mají důsledky pro porozumění vědomí.[7]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Bach-y-Rita P, Collins CC, Saunders F, White B, Scadden L (1969). Msgstr "Nahrazení vidění hmatovou projekcí obrazu". Příroda. 221 (5184): 963–964. Bibcode:1969 Natur.221..963B. doi:10.1038 / 221963a0. PMID  5818337.
  2. ^ Nicholas Humphrey (1999). A History of the Mind: Evolution and the Birth of Consciousness. Springer. ISBN  978-0-387-98719-4.
  3. ^ Scheff, Chaim-Meyer (1. ledna 1986). „Experimentální model pro studium změn v organizaci zpracování lidských smyslových informací prostřednictvím návrhu a testování neinvazivních protetických zařízení pro osoby se smyslovým postižením“. Výpočet SIGCAPH. Phys. Handicap. (36): 3–10. doi:10.1145/15711.15713.
  4. ^ Bach-y-Rita P (2004). "Hmatové senzorické substituční studie". Annals of the New York Academy of Sciences. 1013 (1): 83–91. Bibcode:2004NYASA1013 ... 83B. doi:10.1196 / annals.1305.006. PMID  15194608.
  5. ^ A b Renier L, De Volder AG (2005). „Kognitivní a mozkové mechanismy při smyslové substituci vidění: příspěvek ke studiu lidského vnímání“. Journal of Integrative Neuroscience. 4 (4): 489–503. doi:10.1142 / S0219635205000999. PMID  16385643.
  6. ^ A b C d E Bach-y-Rita P, Kercel SW (2003). "Senzorická substituce a rozhraní člověk-stroj" (PDF). Trendy v kognitivních vědách. 7 (12): 541–546. CiteSeerX  10.1.1.159.9777. doi:10.1016 / j.tics.2003.10.013. PMID  14643370.
  7. ^ A b O'Regan, JK; Noe, A. (2001). „Senzomotorický popis vidění a vizuálního vědomí“. Behaviorální a mozkové vědy. 24 (5): 939–973. doi:10.1017 / s0140525x01000115. PMID  12239892.
  8. ^ Bach-y-Rita P. Mozkové mechanismy při smyslové substituci, Academic Press New York: 1972.
  9. ^ A b C d E Bach-y-Rita P. Nesynaptická difúzní neurotransmise a pozdní reorganizace mozku, Demos-Vermande, New York: 1995.
  10. ^ Van Boven, R. W .; Hamilton, R. H .; Kauffman, T .; Keenan, J. P .; Pascual-Leone, A. (2000-06-27). „Hmatové prostorové rozlišení u slepých čteček Braillova písma“. Neurologie. 54 (12): 2230–2236. doi:10.1212 / mn. 54.12.12.2230. ISSN  0028-3878. PMID  10881245.
  11. ^ Goldreich, Daniel; Kanics, Ingrid M. (2003-04-15). „Hmatová ostrost se zvyšuje ve slepotě“. The Journal of Neuroscience. 23 (8): 3439–3445. doi:10.1523 / JNEUROSCI.23-08-03439.2003. ISSN  1529-2401. PMC  6742312. PMID  12716952.
  12. ^ Goldreich, Daniel; Kanics, Ingrid M. (listopad 2006). „Výkon nevidomých a slabozrakých na úkolu detekce hmatové mřížky“. Vnímání a psychofyzika. 68 (8): 1363–1371. doi:10,3758 / bf03193735. ISSN  0031-5117. PMID  17378422.
  13. ^ Wong, Michael; Gnanakumaran, Vishi; Goldreich, Daniel (11.05.2011). „Vylepšení hmatové prostorové ostrosti ve slepotě: důkaz mechanismů závislých na zkušenostech“. Journal of Neuroscience. 31 (19): 7028–7037. doi:10.1523 / jneurosci.6461-10.2011. PMC  6703211. PMID  21562264.
  14. ^ Bhattacharjee, Arindam; Ye, Amanda J .; Lisak, Joy A .; Vargas, Maria G .; Goldreich, Daniel (2010-10-27). „Experimenty s maskováním pomocí vibrotaktilu odhalují zrychlené somatosenzorické zpracování u vrozeně slepých čteček Braillova písma“. Journal of Neuroscience. 30 (43): 14288–14298. doi:10.1523 / jneurosci.1447-10.2010. PMC  3449316. PMID  20980584.
  15. ^ A b Poirier C, De Volder AG, Scheiber C (2007). "Co nám neuroimaging říká o smyslové substituci". Neurovědy a biobehaviorální recenze. 31 (7): 1064–1070. doi:10.1016 / j.neubiorev.2007.05.010. PMID  17688948.
  16. ^ Vallbo AB, Johansson RS (1984). "Vlastnosti kožních mechanoreceptorů v lidské ruce související s dotykovým vjemem". Neurobiologie člověka. 3 (1): 3–14. PMID  6330008.
  17. ^ A b C d Kaczmarek KA, Webster JG, Bach-y-Rita P, Tompkins WJ (1991). „Elektrotaktilní a vibrotaktilní displeje pro systémy senzorické substituce“. Transakce IEEE na biomedicínském inženýrství. 38 (1): 1–16. doi:10.1109/10.68204. PMID  2026426.
  18. ^ Biswas, Abhijit; Manivannan, M .; Srinivasan, Mandyam A. (2015). „Prahová hodnota citlivosti na vibrotaktil: Nelineární model stochastické mechanotransdukce Pacinianova těla“. Transakce IEEE na haptice. 8 (1): 102–113. doi:10.1109 / TOH.2014.2369422. PMID  25398183.
  19. ^ Biswas, Abhijit; Manivannan, M .; Srinivasan, Mandyam A. (2015). „Víceúrovňový vrstvený biomechanický model Pacinianova tělesa“. Transakce IEEE na haptice. 8 (1): 31–42. doi:10.1109 / TOH.2014.2369416. PMID  25398182.
  20. ^ A b C Bach-y-Rita P, Kaczmarek KA, Tyler ME, Garcia-Lara J (1998). „Forma vnímání s 49bodovým polem elektrotaktilních stimulů na jazyku: technická poznámka“ (PDF). J Rehabil Res Dev. 35 (4): 427–30. PMID  10220221. Viz také Brainport
  21. ^ Layton, Julia (2006-07-17). „Jak funguje BrainPort“. Jak věci fungují. Citováno 21. července 2016.
  22. ^ „Wicab oznamuje schválení evropského trhu pro svou neinvazivní pomocnou pomoc nevidomým“ (PDF) (Tisková zpráva). Wicab, Inc. Archivovány od originál (PDF) 7. května 2013.
  23. ^ Hui Tang; D. J. Beebe (2003). "Návrh a mikrofabrikace flexibilního orálního elektrotaktilního displeje". Časopis mikroelektromechanických systémů. 12 (1): 29–36. doi:10.1109 / JMEMS.2002.807478.
  24. ^ Deyle, Travis (11. srpna 2010). „Elektrotaktilní pole pro zpětnou vazbu textury a tlaku během robotické teleoperace“. Hizook. Citováno 21. července 2016.
  25. ^ Grimnes S (1983). "Elektrovibrace, kožní pocit proudu mikroampérů" (PDF). Acta Physiologica Scandinavica. 118: 19–25. doi:10.1111 / j.1748-1716.1983.tb07235.x.
  26. ^ Kurt A. Kaczmarek; Krishnakant Nammi; Abhishek K. Agarwal; Mitchell E. Tyler; Steven J. Haase; David J. Beebec (2006). „Efekt polarity v elektrovibraci pro dotykové zobrazení“. Transakce IEEE na biomedicínském inženýrství. 53 (10): 2047–2054. doi:10.1109 / TBME.2006.881804. PMC  2582732. PMID  17019869.
  27. ^ Zeng; et al. (2015). "Interaktivní audio-haptický mapový průzkumník na dotykovém displeji". Interakce s počítači. 27 (4): 413–429. doi:10.1093 / iwc / iwu006.
  28. ^ Zeng; et al. (2012). "Průzkum a vyhýbání se okolním překážkám pro zrakově postižené". Sborník ze 14. mezinárodní konference ACM SIGACCESS o počítačích a přístupnosti - AKTIVA '12. 111–118. doi:10.1145/2384916.2384936. ISBN  9781450313216.
  29. ^ Bach-y-Rita P a Kaczmarek KA. (2002). Hmatové výstupní hmatové zařízení. US patent 6 430 450.
  30. ^ T. McDaniel; S. Krishna; V. Balasubramanian; D. Colbry; S.Panchanathan (2008). Pomocí haptického pásu sdělit neverbální komunikační podněty během sociálních interakcí nevidomým jedincům. IEEE International Workshop on Haptic, Audio and Visual Environments and Games, 2008. HAVE 2008. pp. 13–18. doi:10.1109 / HAVE.2008.4685291.
  31. ^ Paul, Sathish Kumar; Rekha, V .; Sivarasu, Sudesh (2012). "Hmatové snímací látky pro detekci poškození u pacientů s leprou". Vhodné technologie zdravotní péče pro rozvojové země - AHT2012. 7. mezinárodní konference - Svět zdraví a pohody. Londýn, Velká Británie: IEEE. doi:10.1049 / cp.2012.1461.
  32. ^ S. Krishna; S. Bala; T. McDaniel; S. McGuire; S.Panchanathan (2010). VibroGlove: pomocná technologická pomůcka pro zprostředkování výrazů obličeje (PDF). Sborník z 28. mezinárodní konference rozšířil abstrakty o lidských faktorech ve výpočetních systémech. Atlanta, Georgia, USA: ACM. 3637–3642. doi:10.1145/1753846.1754031.
  33. ^ „Projekt Haptic Radar / Extended Skin Project“. Laboratoř Ishikawa Watanabe.
  34. ^ A. Cassinelli; E. Sampaio; S.B. Joffily; H.R.S. Lima; B.P.G.R. Gusmão (2014). „Pohybují se slepí lidé s hmatovým radarem spolehlivěji?“ (PDF). Technologie a postižení. 26 (2–3): 161–170. doi:10,3233 / TAD-140414. Archivovány od originál (PDF) dne 2017-03-14. Citováno 2016-07-21.
  35. ^ „Vesta s viditelným okem? Vibrační oblečení pomáhá slepému navigovat“. Https. Citováno 21. června 2019.
  36. ^ „Vibrační vesta by mohla nevidomým pomoci vyhnout se překážkám - CBS News“. Https. Citováno 21. června 2019.
  37. ^ „Vibrační oblečení by mohlo pomoci nevidomým v navigaci - Business Insider“. Https. Citováno 21. června 2019.
  38. ^ „Systém sítnice na čele“. Https. 2006-08-08. Citováno 21. června 2019.
  39. ^ Eagleman, David (2015). Můžeme vytvořit nové smysly pro lidi? TED rozhovory.
  40. ^ Neosensory, Inc.
  41. ^ Mohla by nám tato futuristická vesta dát šestý smysl?, Smithsonian Magazine, duben 2018.
  42. ^ Seznamte se s mužem, který chce dát lidem šestý smysl, The Telegraph, leden 2019.
  43. ^ A b Schurmann M, Caetano G, Hlushchuk Y, Jousmaki V, Hari R (2006). "Touch aktivuje lidskou sluchovou kůru". NeuroImage. 30 (4): 1325–1331. doi:10.1016 / j.neuroimage.2005.11.020. PMID  16488157.
  44. ^ "Syntetizátor smyslových orgánů United States Patent Application 20020173823" (PDF).
  45. ^ A b Tyler M, Danilov Y, Bach-y-Rita P (2003). „Uzavření řídicího systému otevřené smyčky: vestibulární substituce přes jazyk“. Journal of Integrative Neuroscience. 2 (2): 159–164. doi:10.1142 / S0219635203000263. PMID  15011268.
  46. ^ A b Bach-y-Rita P (1999). „Teoretické aspekty smyslové substituce a reorganizace související s neurotransmisí při poranění míchy“. Mícha. 37 (7): 465–474. doi:10.1038 / sj.sc.3100873. PMID  10438112.
  47. ^ A b Riso RR (1999). „Strategie pro poskytování amputací na horních končetinách s hmatovou zpětnou vazbou a zpětnou vazbou na polohu ruky - přiblížení k bionické paže (PDF). Technologie a zdravotní péče. 7 (6): 401–409. doi:10,3233 / THC-1999-7604. PMID  10665673. Archivovány od originál (PDF) dne 2010-06-27. Citováno 2016-07-21.
  48. ^ Meijer PBL (1992). Msgstr "Experimentální systém pro reprezentaci sluchového obrazu". Transakce IEEE na biomedicínském inženýrství. 39 (2): 112–121. doi:10.1109/10.121642. PMID  1612614.
  49. ^ Levy-Tzedek, Shelly; Hanassy S .; Abboud S .; Maidenbaum S .; Amedi A. (1. ledna 2012). „Rychlé a přesné dosažení pohybů pomocí vizuálního a sluchového smyslového substitučního zařízení“ (PDF). Restorativní neurologie a neurovědy. 30 (4): 313–323. doi:10.3233 / RNN-2012-110219. PMID  22596353.
  50. ^ Abboud, Sami; Hanassy S; Levy-Tzedek S; Maidenbaum S; Amedi A. (2014). „EyeMusic: Představujeme„ vizuální “barevný zážitek pro nevidomé pomocí sluchové smyslové substituce“ (PDF). Restorativní neurologie a neurovědy. 32 (2): 247–257. doi:10,3233 / RNN-130338. PMID  24398719.
  51. ^ Maidenbaum, Shachar; Abboud S .; Amedi A. (duben 2014). „Senzorická substituce: překlenutí propasti mezi základním výzkumem a rozšířenou praktickou vizuální rehabilitací“ (PDF). Neurovědy a biobehaviorální recenze. 41: 3–15. doi:10.1016 / j.neubiorev.2013.11.007. PMID  24275274.
  52. ^ Ambard, Maxime; Benezeth Y .; Pfister P. (2015). „Mobilní převodník videa a zvuku a detekce pohybu pro senzorickou substituci“. Hranice v oblasti IKT. 2. doi:10.3389 / fict.2015.00020.
  53. ^ A b Capelle C, Trullemans C, Arno P, Veraart C (1998). „Experimentální prototyp v reálném čase pro vylepšení rehabilitace zraku - rehabilitace zraku pomocí sluchové substituce“. Transakce IEEE na biomedicínském inženýrství. 45 (10): 1279–1293. doi:10.1109/10.720206. PMID  9775542.
  54. ^ Nielson L, Mahowald M, Mead C (1989). „SeeHear“ v Analogové VLSI a neurální systémy, autor: C. Mead, Čtení: Addison-Wesley, kapitola 13, 207–227.
  55. ^ [1][mrtvý odkaz ]
  56. ^ Warwick K, Gasson M, Hutt B, Goodhew I, Kyberd P, Schulzrinne H, Wu X (2004). „Myšlenková komunikace a ovládání: První krok pomocí radiotelegrafie“. Sborník IEE - komunikace. 151 (3): 185–189. doi:10.1049 / ip-com: 20040409.
  57. ^ Lenay C, Gapenne O, Hanneton S, Marque C, Geouelle C (2003). "Smyslová substituce: limity a perspektivy". Touching for Knowing, kognitivní psychologie haptického ručního vnímání (PDF). str. 275–292.
  58. ^ „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 10. 8. 2014. Citováno 2014-08-06.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)

externí odkazy