นักวิจัยทำให้ผู้พิการทางสายตามองเห็นตัวอักษรได้เป็นครั้งแรก
การมองเห็นของมนุษย์เริ่มจากแสงวิ่งตกกระทบลงบนเซลล์รับแสงหรือ "เรตินา (retina)" ที่อยู่ด้านหลังของดวงตา จากนั้นพลังงานของแสงจะถูกเปลี่ยนรูปไปเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าซึ่งจะถูกส่งผ่านเส้นใยประสาทไปยังสมองส่วนของการมองเห็นที่เรียกว่า visual cortex เพื่อประมวลผลให้เกิดเป็นภาพขึ้น ดังนั้นส่วนที่ทำให้เรามองเห็นภาพจริงๆ คือ visual cortex ซึ่งอยู่ที่บริเวณสมองกลีบท้ายทอย (occipital lobe) ดวงตานั้นเป็นเพียงแค่เซนเซอร์รับสัญญาณเพื่อส่งไปประมวลผลที่ visual cortex ผู้พิการทางสายตาที่ดวงตาหรือเรตินาถูกทำลายยังมีโอกาสกลับไปมองเห็นอีกครั้งหาก visual cortex ถูกกระตุ้นด้วยวิธีการที่เหมาะสม [1]
ภาพวาดแสดงระบบการมองเห็นของมนุษย์ [2]
เป็นเวลากว่า 70 ปีมาแล้วที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่า การกระตุ้นสมองส่วน visual cortex ด้วยกระแสไฟฟ้าทำให้คนเรามองเห็นแสงวาบถึงแม้ว่าจะไม่มีแสงใดๆ วิ่งเข้าสู่นัยน์ตาก็ตาม แสงวาบนี้เรียกว่าฟอสฟีน (phosphene) การค้นพบนี้สร้างความหวังว่าอาจจะเป็นแนวทางนำไปสู่การสร้าง “การมองเห็นเทียม” ขึ้น ในอดีตนั้นการกระตุ้นสมองจะกระทำโดยการผ่าตัดสมองแล้วฝังขั้วไฟฟ้าลงไปภายในเนื้อสมอง จากนั้นสายไฟจะถูกต่อเข้ากับขั้วไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟให้กับขั้วไฟฟ้าในขณะที่กะโหลกศีรษะยังเปิดอยู่ แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในปัจจุบันทำให้นักวิจัยสามารถกระตุ้นขั้วไฟฟ้าที่ฝังอยู่ภายในเนื้อสมองแบบไร้สายเมื่อกะโหลกศีรษะปิดไปแล้วได้ ด้วยการกระตุ้นขั้วไฟฟ้าแบบไร้สายนี้เองที่ทำให้การสร้างการมองเห็นเทียมกลับมาได้รับความสนใจอีกครั้ง
เมื่อวันที่ 14 พ.ค. 2020 ที่ผ่านมา ทีมนักวิจัยจากสหรัฐอเมริกาได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าผู้พิการทางสายตาสามารถมองเห็นตัวอักษรได้หาก visual cortex ได้รับการกระตุ้นด้วยกระแสไฟฟ้าอย่างถูกวิธี [1]
ทีมนักวิจัยได้แนวคิดการกระตุ้น visual cortex มาจากการตามรอยตัวอักษรที่เขียนบนฝ่ามือ
แนวคิดการกระตุ้น visual cortex จากการตามรอยตัวอักษรบนฝ่ามือ
ถ้าเราให้เพื่อนเขียนตัวอักษรสักตัวไว้บนฝ่ามือของเราในขณะที่เรากำลังหลับตา โดยค่อยๆ ลากตัวอักษรจากจุดเริ่มต้นไปจนถึงจุดสิ้นสุด เราจะสัมผัสรับรู้ตัวอักษรดังกล่าวได้อย่างชัดเจนทันที การกระตุ้น visual cortex ก็มีลักษณะเป็นแบบเดียวกัน หากเราทำการฝังขั้วไฟฟ้าหลายๆ ตัวเอาไว้ภายใน visual cortex จากนั้นทำการกระตุ้นขั้วไฟฟ้าแต่ละตัวเป็นลำดับตามลักษณะของตัวอักษร นักวิจัยพบว่าสมองส่วนนี้จะสามารถสร้างภาพตัวอักษรให้เราเห็นได้อย่างชัดเจน
ผู้พิการทางสายตาสามารถมองเห็นเส้นตรงได้
(ซ้าย) ขั้วไฟฟ้า 5 ตัวที่ถูกฝังไว้บนสมองส่วนการมองเห็น (visual cortex)
(ขวา) พัลซ์ของกระแสไฟฟ้าที่ถูกจ่ายให้กับขั้วไฟฟ้าเป็นลำดับ โดยเริ่มจากขั้วไฟฟ้า F06 ไปจนถึง F10
นักวิจัยฝังขั้วไฟฟ้าเล็กๆ จำนวน 5 อันเรียงลำดับเป็นเส้นตรง (แทนด้วยสัญลักษณ์ F06-F10) ไว้ภายในสมองส่วน visual cortex ของผู้พิการทางสายตา จากนั้นทำการกระตุ้นขั้วไฟฟ้าแต่ละอันด้วยพัลส์ของกระแสไฟฟ้า พัลซ์ของกระแสไฟฟ้านี้หมายถึงกระแสไฟฟ้าที่มีลักษณะเป็นช่วงๆ เพิ่มขึ้นและลดลงด้วยช่วงเวลาที่แน่นอน การกระตุ้นจะมีลักษณะเป็นลำดับเวลาที่ชัดเจนจากขั้วไฟฟ้า F06 ไปจนถึง F10 การกระตุ้นเป็นไปอย่างรวดเร็วภายในเวลาเพียงแค่ 0.4 วินาที
ภาพของเส้นตรงบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ที่ผู้เข้าร่วมการทดลองวาดขึ้น เมื่อขั้วไฟฟ้า 5 อันบนสมองส่วนของการมองเห็นถูกกระตุ้นด้วยพัลซ์ของกระแสไฟฟ้าเป็นลำดับ
ผู้เข้าร่วมการทดลองบอกว่าได้เห็นภาพเส้นตรงสว่างวาบขึ้น และเมื่อนักวิจัยให้ผู้เข้าร่วมการทดลองวาดเส้นลงบนหน้าจอในขณะที่จ่ายพัลซ์ของกระแสไฟฟ้าก็ปรากฏว่าได้ภาพเส้นตรงจริงๆ
ผู้พิการทางสายตาสามารถมองเห็นตัวอักษร
ภาพการติดตั้งขั้วไฟฟ้าลงในสมองส่วน visual cortex และภาพวาดจากผู้เข้าร่วมการทดลองเมื่อขั้วไฟฟ้าถูกกระตุ้นด้วยพัลซ์ของกระแสไฟฟ้าเป็นลำดับตามลักษณะของตัวอักษร
เพื่อที่จะพิสูจน์ว่าผู้พิการทางสายตาสามารถมองเห็นตัวอักษรได้หาก visual cortex ได้รับการกระตุ้นอย่างเหมาะสม ทีมนักวิจัยได้ทำการฝังขั้วไฟฟ้าจำนวน 9 ตัวไว้ภายในสมองส่วน visual cortex ของผู้เข้าร่วมการทดลองซึ่งเป็นผู้พิการทางสายตา จากนั้นนักวิจัยทำการกระตุ้นขั้วไฟฟ้าเหล่านี้เป็นลำดับหลายๆ แบบ แต่ละแบบนั้นก็จะเทียบได้กับตัวอักษรภาษาอังกฤษที่แตกต่างกัน ผู้เข้าร่วมการทดลองจะต้องเขียนตัวอักษรลงบนหน้าจอแบบสัมผัสและพูดชื่อตัวอักษรออกมาในขณะที่ขั้วไฟฟ้าภายในสมองของเขาถูกกระตุ้นจากภายนอก
นักวิจัยพบว่าผู้เข้าร่วมทำการทดลองมองเห็นภาพตัวอักษรจริงๆ โดยวาดภาพและบอกชื่อตัวอักษรได้อย่างถูกต้องจำนวน 37 ตัวจากทั้งหมด 40 ตัว
อ้างอิง
[1] M. S. Beauchamp et al., "Dynamic stimulation of visual cortex produces form vision in sighted and blind humans," Cell 181, 774–783 (2020).
[2] W. Deng et al., "Organic molecular crystal-based photosynaptic devices for an artificial visual-perception system," NPG Asia Materials 11(17), 9 pages (2019).
- 2
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
