Current Biology: 新技术让“盲人导航”挑战诺贝尔获奖理论

作者：认知神经科学前沿 • 更新时间：2023-03-07 16:57 •阅读 554

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2023年2月27日，以色列赖希曼大学的Elena Aggius-Vella和Amir Amedi 教授团队在Current Biology (IF：10.9000)上发表了题为“Activation of human visual area V6 during egocentric navigation with and without visual experience“的文章。该研究表明，大脑中的视觉导航区域可以使用声音激活。

研究发现通过在训练后使用声音信息而不是视觉信息穿越迷宫，激活了视觉导航区域。这一发现具有许多令人兴奋的意义，其中包括这些发现削弱了诺贝尔奖获得者的关键时期理论，并为认知训练提供了新的途径，从而有可能检测和预防阿尔茨海默病。

该团队在过去几年中进行了一系列研究，挑战了关于人脑功能的传统观念，声称大脑是按任务划分的，而不是通常接受的按感官划分的（视觉区、听觉区等）。该研究利用了感官替代装置（SSD），这是一种非凡的工具，可以将感官信息从一种感官传递到另一种感官。

例如，SSD 可以通过将视觉信息转换为声音来帮助视障人士“看到”。训练后，个人可以通过声音识别形状、物体位置、单词、字母甚至面部。通过SSD 进行训练已被证明对 40 多岁至 60 多岁以上的人也是有效，这让人质疑感官发展存在关键时期的想法。

关键时期的经典理论认为，感官只能在生命的早期，在童年时期，通过接触视觉、声音等来发展。如果它们在此期间没有发育，则不能在以后的生活中使用。SSD可以用于成年期的有效训练，这一事实表明关键时期的理论需要修改。将这一点发挥到极致，这项研究表明，大脑可以通过这种训练进行重新编程，这样即使在视觉经验为零的人中，大脑中的视觉区域也可以被激活。

使用EyeCane进行虚拟和真实导航训练的fMRI实验中的任务顺序

这些非侵入性设备SSD为研究人员提供了独特的机会，可以观察当相关信息来自另一种感官时，不同的大脑区域如何反应。研究人员使用功能性磁共振成像（fMRI）评估了使用SSD对大脑视觉视网膜组织区域的影响，特别是负责视觉导航和运动感知的V6区域。这项研究的结果表明，通过对EyeCane（一种通过声音传达视觉环境空间信息的SSD）的短期训练，即使是先天性失明的人也可以在V6区进行选择性激活。该研究进一步支持这样一种观点，即尽管有数年或一生的失明，但如果采用正确的技术和培训，大脑仍有可能处理视觉任务和属性。此外，研究发现该区域包含负责以自我为中心的导航的运动神经元。

V6区域选择性的导航

特定任务中的感觉学习

重要的是，这项研究的结果可能对改善阿尔茨海默病的检测和预防具有重要意义。空间缺陷是阿尔茨海默病的常见早期症状，导航和空间认知依赖于V6等大脑区域。V6可以在没有视觉体验的情况下发展其导航选择性，正如使用EyeCane SSD的先天性盲人参与者所见，这表明可能有办法训练和增强阿尔茨海默病风险个体的导航能力，例如老年人或轻度认知障碍的人。此外，通过更好地了解空间导航发展和功能的神经机制，我们可能能够确定旨在预防或减缓阿尔茨海默病进展的干预措施的早期生物标志物和目标。

通讯作者

Amir Amedi, Prof

Founding Director of The Baruch Ivcher Institute for Brain, Cognition & Technology & The Ruth and Meir Rosental Brain Imaging Center
Affiliated Faculty

参考文献

Aggius-Vella E, Chebat DR, Maidenbaum S, Amedi A. Activation of human visual area V6 during egocentric navigation with and without visual experience. Curr Biol. 2023 Feb 27:S0960-9822(23)00165-3. doi: 10.1016/j.cub.2023.02.025. Epub ahead of print. PMID: 36863342.

资讯来源

https://scienceblog.com/536804/new-tech-lets-the-blind-navigate-challenging-nobel-winning-theory/

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