1. Maņu aizstāšana
Optometristiem.lv ceturtā
informācijas apmaiņa sesija
27.11.2013.

2. Attēls: http://bigthink.com/in-their-own-words/hearing-through-your-skin-and-other-adventures-sensory-
substitution
83% 3.5%
1.5%
1%
11%
• Maņu aizstāšanas ierīces sniedz
iespēju kompensēt kādas maņas
nespēju uztvert sensoro
informāciju ar informāciju, ko
uztver citi maņu orgāni.
Piemēram, vizualās informācijas
iztrūkumu, kompensēt ar
signāliem, ko uztveram ar dzirdes
vai taustes palīdzību.
• Uztvertā informācija ar to maņu
orgānu palīdzību, kuru darbība
nav traucēta (piemēram, dzirdes
orgāns), tiek nosūtīta arī uz tām
smadzeņu struktūrām, kas atbild
par traucēto maņu orgānu
sniegtās informācijas apstrādi
(piemēram, redzes uztveres
apgabaliem);

3. • Ar funkcionāli magnētiskās rezonanses (fMRI)
palīdzību ir noteikts, ka izmantojot maņu aizstāšanas
iekārtu un stimulējot taustes receptorus, novērojama
aktivitāte arī redzes garozas apgabalos.

4. Maņu aizstāšana
iespējama, pateicoties smadzeņu
plasticitātei
• Smadzeņu plasticitāti raksturo centrālās nervu sistēmas
pielāgošanās iespējas, t.i. Spēja izmainīt savu
strukturālo organizāciju un funkcionēšanu;
• Izmaiņas var veidoties receptoru, sinapšu un pašu
neironu struktūrās, kā arī neiroķīmisko procesu norisē;
• Mehānismi, kas skaidro šīs pielāgošanās spējas nav
pilnībā skaidri, taču tie visdrīzākais ietver pakāpeniski
apgūtu un pastiprinātu smadzeņu struktūru spēju
reaģēt uz cita veida stimuliem (piemēram, redzes
garozas spēja reaģēt uz skaņas stimuliem). Smadzenes
it kā “atklāj, ka spēj reaģēt uz cita veida stimuliem”

5. Redzes aizstāšanas sistēmas: iekārtas, kas spēj
iegūto vizuālo informāciju pēc noteikts sistēmas
pārveidot skaņas vai taustes signālā:
• Redzes aizstāšanas sistēma ar taustes
palīdzību
– Mehāniskā;
– Elektriskā;
– Siltuma
• Redzes aizstāšanas sistēma ar skaņas palīdzību

6. Attēls: http://www.evsc.net/v8/wp/wp-content/uploads/2010/10/mindchair-300x397.jpg
TVSS- taktilā redzes aizstāšanas
sistēma
• Pirmā maņu aizstāšanas sistēma
cilvēkiem ar iedzimtu aklumu (izveidoja
Paul Bach-y-Rita)
• Sistēmu veidoja uztverošā kamera, kas
attēla melnbalto versiju nosūtīja tālākai
informācijas apstrādei, pēc kuras
savukārt tālāk tika nosūtīts signāls un
20x20 adatiņu veidotas virsmas, kas
tika izveidota uz atsevišķa krēsla.
• Adatas strādāja kā mehāniski taktilie
stimultori, kas atkarībā no apgabala
gaišuma deva dažādas intensitātes
mehānisku spiedienu uz muguras ādas.

7. Attēls:http://www.blogcdn.com/www.engadget.com/media/2009/08/14aug09_brainportreturn
s.jpg
• Ir izstrādāta arī taktilā vizuālās informācijas aizstāšanas
sistēma, kur vizuālā informācija ar nelielu elektrisko
signālu (5-15V) palīdzību tika analizēta ar receptoru
palīdzību, kas atrodas uz mēles;
• Mēles galvenās priekšrocības ir pietiekami lielais
receptoru blīvums, kā arī tas, ka mēle ir vairāk
aizsargāta. Turklāt nepieciešamais spriegums, lai radītu
taustes sajūtu uz mēles, ir mazāks, nekā citās ķermeņa
daļās.

8. Attēls: http://2012books.lardbucket.org/books/beginning-
psychology/section_08/288bd9cc95e3466aa9946a9a274956a6.jpg
• Pēc veiksmīgas maņu aizstāšanas sistēmas apgūšanas
pacienti ir spējīgi noteikt objektus, attālumus un pat
novērot dažādas optiskās ilūzijas.
• Taču viedoklis par to, vai uztverto informāciju varētu
nosaukt par redzi dalās. Tā ka vizuālā uztvere pati par sevi ir
individuāla pieredze, tad šādu informācijas apstrādes veidu
vēl jo vairāk būtu grūtības aprakstīt vispārīgi.
• Paši pacienti, kuri ir apguvuši maņu aizstāšanas
sistēmu, apgalvo, ka uztvertā informācija “ir līdzīga redzei”.

9. Maņu aizstāšana ar skaņas palīdzību
• Jaunākajās ierīcēs (piem., VOICE), attēls tiek skenēts no kreisās uz
labo malu. Objekta spožums tiek attēlots, mainot skaļumu
(tumšākam objektam atbilst klusāks tonis), savukārt objekta
novietojums vertikālā virzienā tiek attēlots, mainot toņa augstumu:
zemāki toņi atbilst apakakšējai attēla daļai. Attēls parasti tiek skenēts
reizi sekundē un attēla izšķirtspēja ir līdz pat 60x60 pikseļiem.
Informācija par kreiso redzes lauku lielākoties tiek atskaņota kreisajā
ausī un iņformācija par labo redzes lauku tiek atskaņota galvenokārt
labajā ausī. Centrāli apgabali tiek atskaņoti bilaterāli.
Attēls: http://www.apa.org/Images/PSA-2013-02-proulx-figure1_tcm7-149336.jpg

10. Maņu aizstāšana ar skaņas palīdzību
• Redzes lauks ir ļoti ierobežots un galvenokārt atbilst tieši
foveolas apgabalam. Būtiski ierobežota ir arī attēla
izšķirtspēja;
• Attēla interpretēšanā ļoti liela nozīme ir top-down
informācija apstrādes procesiem: t.i. Balts kvadrāts var
apzīmēt baltu lapu. Logu durvis vai kādu citu objektu. Tāpēc
ir būtiski, lai pacients spētu izvērtēt, ko noteiktais signāls
nozīmē.
• Galvenais ieguvums ir salīdzinoši mazākās izmaksas un
neuzkrītošais sistēmas izskats. Turklāt ir izveidotas arī
sistēmas, kas ir pievienojamas iekārtām, kas darbojas ar
Android un Windows operētājsistēmām.
• Piemērs: http://www.youtube.com/watch?v=XuosPzluCRg

11. Literatūras avoti
• Bach-y-Rita, P.,Kercel, S.W., Sensory substitution and the human – machine
interface, (2003), TRENDS in Cognitive Sciences, 7(12), p.541-546;
• Stiles, N.,Chib, V.,Shimojo, S., Behavioral and fMRI Measures of "Visual"
Processing with a Sensory Substitution Device, (2012), Journal of
Vision, 12(9);
• Durette, B., Louveton, N., Alleysson, D., , J., Visuo-auditory
sensory substitution for mobility assistance: testing TheVIBE, (2008), Dans
Workshop on Computer Vision Applications for the Visually Impaired;
• Storer, A, Visual Perception through Sensory Substitution, Term Paper
• for CN730, a Graduate Level class in Vision, Boston Unversity, Department
of Cognitive and Neural Systems;
• Tactile Vision Substitution Systems (May 19, 2011), http://www.kip.uni-
heidelberg.de, Retrieved November 10, 2013, from http://www.kip.uni-
heidelberg.de/cms/vision/projects/recent_projects/tactile_vision_substitu
tion_system/

12. Paldies par uzmanību!