|
|
אופק לילדינו |
| ארגון ארצי של הורים לילדים לקויי ראייה ועיוורים | |
| "OFEK LIYLADENU" Israel National Association of Parents of Visually Impaired Children |
הערת המתרגמת: לא אהבתי את הניסיון הנואש כמעט של מפתחי ה The voice להוכיח את היתרון של הכלי שלהם על פני זה של השתלת אלקטרודות למוח, ולחפש כל הזמן את הפגמים בדרך השנייה לעומת זו שלהם. הייתי מעדיפה שיתארו את הכלי וידברו עליו בלבד ללא ניסיון שקוף להנמיך את מה שנראה להם כמתחרה לשיטתם.
בשנים האחרונות חלו התפתחויות של עזרי חלופות חושיות לעיוור.
בעתיד זה עשוי לאפשר השתלות ישירות למוח. השתלה מוחית נותנת קלט חזותי ממצלמה, ישירות למוח, באמצעות אלקטרודות הבאות במגע עם קורטקס הראייה (מרכז הראייה במוח), בצד האחורי של הראש. תוצאות חשובות הושגו על ידי חוקרים סוללי-דרך, כמו וויליאם דובל עם מתנדב עיוור בשם ג'רי ומתנדב נוסף בשם יינס, שהוא איכר עיוור שחי באונטריו קנדה.
מעניין לנסות ולהשוות את השלב הטכנולוגי הנוכחי של השתלה למוח עם השלב הטכנולוגי הנוכחי של ה The vOICe auditory display שהיא תוכנה חינם המתרגמת תמונה לקול.
השתלת אלקטרודות למוח להעברת תמונהCBS/G4techTV:
streaming video on brain implant
ניתן לצפות בתוכנית על
הקלקה על אחת הקישוריות שלהלן:CBS video for RealPlayer:
|
העברת תמונה חזותית לפלט קולי G4techTV:
streaming video on The vOICe ניתן לצפות בתוכנית על ידי
הקלקה על אחת הקישוריות שלהלן G4techTV video for
Microsoft Media Player: |
אם נעשה השוואה צודקת ואובייקטיבית בין הטכנולוגיה הקולית לטכנולוגית ההשתלה של אלקטרודות למוח צריך לציין שהפיתוחים משתנים ומתקדמים כל הזמן. נוכל לומר משהו רק על השלב הנוכחי שלהם. מראה מקום לנתונים ולדיון על ההשתלה למוח הוא מאמר של וויליאם דובל שהכותרת שלו היא "ראייה מלאכותית לעיוור על ידי חיבור מצלמת טלויזיה לקורטקס החזותי" כפי שזה פורסם בכתב העת ASAIO מינואר-פברואר 2000. מאמר נוסף המתייחס לניסוי שנעשה עם יינס נוימן, נקרא "מחוץ לחשכה" שפורסם בינואר 2003 על ידי חדשות ה CBC בטור הקבוע בעיתון של יום ראשון.
עובדות נוספות, דמויות והערות:
גם ההשתלה של דובל כמו גם תוכנת התצוגה הקולית של ה voice משתמשות בקלט חזותי אמיתי תוך שימוש בהזנת וידיאו חיה ממצלמה קטנה.
לג'רי השתילו שישים ושמונה אלקטרודות שנתנו שישים ושמונה פיקסלים, אבל למעשה הוא השתמש בעשרים פיקסלים אפקטיביים במצבים לא קבועים ובשדה ראייה צר, כמו בראיית שפופרת. להשוואה: מטריצה של שמונה על שמונה פיקסלים נותנת שישים וארבעה פיקסלים. דווח על רזולוציה של מאה ארבעים וארבעה פיקסלים, שבעים ושניים פיקסלים לכל אחת משני החצאים של המוח, בהשתלה המוחית שנעשתה ליינס ולאחרים בשנת אלפיים וארבעה. באלפיים ושלוש הרזולוציה הזו התקבלה ממאתיים ארבעים ושתיים אלקטרודות לכל אחד משני החצאים של המוח, מה ששווה במקרה הטוב למטריצה של 15 על 16 פיקסלים. המחיר הוא מאה ועשרים אלף דולר כולל אימון והתאמה. |
הוכח טכנית שהרזולוציה האפקטיבית מגיעה לארבעת אלפים פיקסלים (voicels) לשנייה אחת של קול חזותי. בשל מגבלות של השמיעה האנושית יש אולי הגבלה תפיסתית בין אלף עד ארבעת אלפים פיקסלים. זה שווה, למשל, למטריצה שבין 32X32 ועד 64X64. יש לשים לב גם לעובדה שסקירה של המוח הראתה שהקורטקס החזותי האנושי יכול להיות מופעל לא רק על ידי אלקטרודות אלא גם באמצעות צלילים, למרות שההיקף, הגמישות ואולי הרלבנטיות התיפקודית שלהם הם עדיין נעלמים במידה רבה. עדיין יש לשאול האם ראייה בעזרת קול היא אכן ראייה או שמא היא שמיעה, במיוחד אחרי תקופה של הסתגלות. ראה גם: Tucson 2002 פט, משתמש עיוור, דיווח בוועידה על ההתנסויות שלו ב voice: "ראייה באמצעות קול – מסע אל הראייה" העלות היא אלפיים וחמש מאות דולר, כולל אמון והתאמה. זה כולל מחשב-מחברת PC עם מצלמת PC ואוזניות סטריאופוניות. התוכנה הנדרשת מסופקת בחינם לצרכים אישיים ולא מסחריים או לשימוש אקדמי. |
במחקרים אחדים הוצג, שלאדם רואה, רזולוצית התמונה של 32X32 פיקסלים מספיקה לגמרי כדי להכיר תמונות בקלות. ראה למשל מאמר על ראייה מפוקסלת מאת ריצ'רד נורמן ואחרים K. Cha, K. W. Horch and R. A. Normann ``Mobility performance with a pixelized vision system,'' Vision Research, vol. 32, pp. 1367-1372, 1992.. באופן זה אלף פיקסלים מספיקים, אבל שישים וארבעה פיקסלים, המסודרים למשל במטריצה של 8X8 או פחות מזה נותנים בקושי תמונה מוכרת לאדם רואה, כך שאנחנו לא יכולים לצפות שזה יהיה טוב יותר בתצוגה אלטרנטיבית גסה יותר (פחות מאלף פיקסלים) מאשר זו שניתנת לנו באופן טבעי.
האפקט של רזולוציה של תמונה מודגמת בתמונות שלהלן, בהן צילום של מכונית חונה מוצגת במטריצות פיקסלים בהתאמה של 88X, 16X16, 32X32, 64X64, ו 128X128. שתי הרזולוציות הירודות ביותר שוות לאלקטרודות בהשתלה המוחית של דובל, אבל בתמונות כאן יש צללים (מעברי גוונים).
|
|
|
|
|
|
|
|
8 × 8 |
12 × 12 |
16 × 16 |
32 × 32 |
64 × 64 |
128 × 128 |
כדי להתנסות בתרגום של הצילום לקול, אפשר להוריד את התמונות האלה ולייצא אותן אחת, אחת ל The vOICe Learning Edition באמצעות ה File menu או הקלקה על Ctrl O. כך ניתן לנסות את זה באופן אישי ולהאזין להבדלים המשמעותיים כשבוחרים ברזולוציה נמוכה.
האם אתה יכול להבחין בהבדלים בין 32X32 ל 64X64. אם אתה יכול להבחין בהם מהי משמעות הדבר?
ראה גם את עמוד הדיוק החזותי בתחליף ראייה. בתצוגת ה voice הפיקסלים (voicels) מסודרים יפה כמו במפת סיביות bitmap בשעה שנמצא כי לא זה המצב בהשתלות המוח שנוסו ופותחו עד כה. שם דווח על פרמוטציה (='תמורה' במתמטיקה) של פיקסלים כמו בראייה של תמונת כוכבים בשמיים. כמובן שניתן לעשות עיבוד מחשב כדי לבטל את הפרמוטציות הללו כשהן קורות. בעיה נוספת הקיימת בטכנולוגיה של ההשתלה למוח היא העדר היכולת להבחין במעברי גוונים. זה בניגוד לטכנולוגיה הקולית שבה המעברים הללו באים לביטוי בעזרת שינויים חלקים של עוצמת קול.
האזן שנייה אחת ל 44K WAV stereo visual sound,
או שתי שניות ל 88K
WAV slow motion
באמצעות הקישורים שלעיל, לדוגמאות הקוליות, תשמע את הקולות המקבילים לתמונה שנראית בתקופה אחת של גל סינוס עקום עולה, יורד ושוב חוזר, כמו גם לעשרה ריבועים קטנים הנשמעים כקול קטן מתפרץ במצבים שונים בדוגמה של הקול החזותי. דוגמאות הקול סונטזו באמצעות התוכנה The vOICe Learning Edition. השיאים תמיד מראים מצג אנכי וקול סטריאופוני מוצג (panning) בצורה אופקית משמאל לימין בכל פריט חזותי.
עד כמה הראייה באמצעות שתילה למוח תתמודת עם תמונה כזו?
הערה: נגן האודיו מותקן בצורה הטובה ביותר לחזרה אוטומטית כדי לשמוע את הקול החזותי שוב ושוב לשם ניתוח מנטלי ביתר קלות.
כהדגמה נוספת ניקח דוגמא חזותית פשוטה, שדובל דן עליה במאמרו ב ASAIO מה שכונה כ"עין של דובל" הדוגמא מראה את האות E מסובבת בתשעים מעלות שמאלה. זה נראה כאילו האות הגדולה E שוכבת על גבה עם שלוש רגליים המצביעות כלפי מעלה. כפי שדווח בניסוי של דובל של השתלה למוח לשם ראייה והוצג בצורה קולית על ידי The voice זמן אופייני לתמונה הוא שנייה לפני שעוברים לתמונה הבאה. בשל התוצאה של ראיית שפופרת, בניסוי של דובל, ג'רי היה צריך לבצע סריקה איטית מסביב לצורה של האות E כדי לזהות אותה כ E מה שלקח הרבה יותר זמן מאשר היו זקוקים לו המתנסים ב The voice.
הצורה מימין והקישור שלה מדגימים מה תוכנת ה The voice יכולה לעשות עם צורה כזאת. הקלקה על התמונה או הפעלת הקישור נותנים כתגובה קול חזותי בן שנייה אחת.
|
|
התמונה מראה שלושה עמודים ניצבים, שהם הרגליים של האות E ומוט בתחתית, שהוא עמוד השדרה של האות. שתי הרגליים הקיצוניות, זו שמשמאל וזו שמימין שוות בגובהן, אבל הרגל האמצעית קצרה יותר, כך שהקצה שלה מתרומם פחות מזה של שכנותיה. לכן, התפרצויות הקול של הרגל הקצרה, מהסריקה של הדמות משמאל לימין, משמיעות תדר נמוך בהרבה. לכן שלוש התפרצויות הקול לרגלים, המופקות מתוכנת ה voice כתוצאה מסריקת הדמות משמאל לימין - מראה תדר נמוך בהרבה לרגל הקצרה מזה של השתיים האחרות. (רצוי לכוון את נגן האודיו לחזרה אוטומטית על הקול וזאת לשם ניתוח מנטלי ביתר קלות) בגובה הצליל הנמוך אתה שומע את המוט האופקי המחובר לרגליים האנכיות של ה E. האות המקורית הייתה בשחור על רקע לבן והשתמשו בהיפוך של הוידיאו באמצעות מקש ה F5 כדי להשיג E לבנה על רקע שחור כדי לשמוע את האות בצורה בולטת יותר מאשר את הרקע שלה.
על ידי שימוש בתוכנה המתרגמת תמונה לקול ניתן ליבא תמונות באמצעות ה file menu או באמצעות הקלקה על מקשים cntrl+o. ניתן להוריד גם את שאר הצורות של האות E כשהיא מוטה לכיוונים שונים, כדי לשמוע גם את ההבדלים בין שאר הווריאציות, באמצעות Internet sonification browser המובנה בתוכנה או באמצעות המקשים cntrl+u.
|
|
|
|
|
שוב, השימוש בהיפוך צבעי הדמות והרקע (inverse video F5) מומלץ גם ביחס לתמונות השחורות על הרקע הלבן.
ברור שתוכנת התרגום של תמונה לקול מציעה רזולוציה גבוהה הרבה יותר מאשר שתילת האלקטרודות למוח ונראה שזה יישאר כך גם אם יצליחו לשתול עין מלאכותית חזותית, העובדת על העיקרון של שתילת האלקטרודות הנוכחית. ניתן להגדיל את שטח המגע בין האלקטרודה והקורטקס החזותי, מה שייתן שדה או מראה רחבים יותר, וזאת כדי להקל על אפקט ראיית השפופרת כיום. על כל פנים, הגברת צפיפות הפיקסלים תהייה מסובכת הרבה יותר. צפיפות אלקטרודות אפקטיבית מוגבלת כיום על ידי האפקטים של ההפרדה הנוכחית בין האלקטרודות וזה לא עניין פשוט להוסיף עוד אלקטרודות. יתר על כן, הזרמת הזרם למוח יכולה לגרום להתקפים. יינס נוימן נתקף בעווית וניתן לקרוא על זה ב'מסע בעקבות הראייה', מאמר מאת סטבן קוטלר מספטמבר 2002 ב Wired Magazine. לכן, אי אפשר, אולי, היה להשתמש באלקטרודות כדי להבחין במעברי גוון כי זה עלול, אולי, להגביר את החשש מהתקפים. זאת משום שכמות הזרמים הנצברים נזקקת להפעיל הרבה פוספינים phosphenes באותו הזמן. הראייה באמצעות ההשתלה תאלץ להצטמצם רק לראיית קווי מתאר או שטחים מלאים. לעומת זה לראייה באמצעות קול אין מגבלה של הבחנה במעברי צבע. האלקטרודות עלולות לגרום במשך הזמן להתעטפות ברקמת חיבור או שכבות מבודדות אחרות מה שיקשה על קשרים מקומיים בין קבוצות נוירונים קטנות. שינוי האלקטרודות לאלקטרודות חודרניות יותר intracortical microstimulation (ICMS) via intracortical electrode arrays עלול להגביר את סיכון הדימומים וההתקפים. השימוש באלקטרודות דורש עקיבת עיניים כי יש מצבים שבהם האובייקט הנצפה בתנועה לא נשאר במרכז הראייה כפי שקורה אצל אדם בעל ראייה תקינה. ייתכן שבעתיד יתגברו על כל החסרונות הללו. ייתכן שההשתלות בעתיד תיעשינה באזור אחר של המוח האזור ששולח סיגנלים מהרשתית לקורטקס החזותי הראשוני primary visual cortex. זה ידרוש ניתוח פולשני שידרוש שיקום ממושך.
בשיטה של תרגום תמונה לקול ניתן לקבל ראייה דו עיינית אם משתמשים במצלמת סטריאו. אפילו עם שמונה מסגרות = פריימים לדקה, הרזולוציה האפקטיבית שמאפשרת תוכנת ה The vOICe עולה על אפשרות של השתלה הנותנת מסגרת = פריים אחד בלבד לשנייה.
|
תוכנת ה The voice דורשת יכולת שמיעה תקינה, כך שהיא לא מתאימה לחרשים-אילמים, זאת בשעה שמושתלי אלקטרודות יכולים להיות גם חרשים-אילמים. מגרעת נוספת של תוכנת ה The voice היא שהקולות שלה מתערבבים עם קולות הסביבה. לעומת זה השתלת האלקטרודות היא ניתוח פולשני בעל סיכונים ואי בטחון ביחס להשפעות לטווח ארוך של השתלת האלקטרודות. במקרה אחד לפחות מתנדב קיבל זיהום שממנו מת.
ביחס לערבוב עם קולות הסביבה (מיסוך) שיש למי שמשתמש ב The voiceעיוור אחד התנסח כך: "אני מכנה את הכלי הזה כ'דרך בלתי פולשנית לראייה שלי'. מי שעבר הרבה ניתוחים בניסיון להציל את הראייה יבין את ההתנסחות הזו שלי. ה The voiceנותן ראייה אבל לא פוגע בגוף"!
עיוורים כתוצאה מפגיעה באזור הראייה שלהם במוח לא יכולים להשתמש בראייה מלאכותית שהיא תוצאה של שתילת אלקטרודות לאזור הזה. במקרים כאלה ה The voice כן יכול להועיל. גם מי שהתעוורו בינקותם או שנולדו עיוורים לא יכולים לצאת נשכרים משתילת אלקטרודות כי מרכז הראייה שלהם במוח לא התפתח. לעומת זאת עיוורים כאלה יכולים לשאת נשכרים מה The voice. בשל היותו לא פולשני גם העלות שלו נמוכה בהרבה. החומרה לא צריכה לבוא במגע עם גוף המשתמש, כשם שמכשיר אלחוטי לא מחובר לגוף.
בשלב זה לא ברור עדיין אם יהיה יותר קל להבין תמונות חזותיות באמצעות השתלת אלקטרודות למוח או באמצעות ה The voice. רכישת המיומנות של הבנת תרגום המראה לצליל מסובכת כמו שליטה על שפה זרה. קשה להשוות בין האופציה הקולית לזו החזותית בראייה המלאכותית. יש לקוות שהטכנולוגיה של השתלת אלקטרודות למוח תתפתח יותר.
יש גם תקווה להתפתחות השתלות של עיניים בעיקר השתלות של רשתיות, לאלה שבעייתם בראייה נובעת רק מפגיעה ברשתית כמו רטיניטיס פגמנטוזה או ניוון רשתית כתוצאה של גיל. יש גם אפשרות של שימוש בעזרי ניידות מבוססים על סונר (ראה: http://www.seeingwithsound.com/link.htm)
ב2002 השתילו אלקטרודות על בסיס מסחרי לשמונה אנשים. שתי נשים נוספות עברו השתלה כזו ב 2003 וישנם מועמדים נוספים. בנוסף לניסיון של דובל נעשו ניסיונות השתלה נוספים על ידי מוסדות ומדענים אחרים בקנדה ובארצות הברית.
גם באירופה נעשה ניסיון להשתלה דומה.
יש לחקור בצורה אובייקטיבית ועצמאית, נטולת דעות קדומות, את כל השיטות ולהשוות את היתרונות והסיכויים של טכנולוגיות שונות של ראייה מלאכותית, תחליף ראייה וראייה סינתטית
| ציפיות מקרא: (+)+ = (very) good, (-)- = (very) bad | ||
| השתלה מוחית | The vOICe | |
|---|---|---|
| רזולוציה | + (100 to 1,000 pixels) | ++ (1,000 to 10,000 pixels) |
| קצב הצגת התמונות | ++ (4 to 8 fps) | + (1 to 4 fps) |
| גווני ביניים | -- (phosphenes on/off only) | ++ (16 shades of loudness) |
| קליטה כמו אור | + (flashing phosphenes) | -/+ (initially as sound) |
| הפרעה חושית | ++ | - (איזה שהוא מיסוך קולי) |
| עלות | -- ($100,000) | + ($2,500) |
| סיכונים ניתוחיים | - (זיהום, התקף, ...) | + (לא פולשני) |
| Biocompatibility | - (corrosion, ...) | ++ (non-invasive) |
| For early blind | -- (non-visual cortex) | ++ (if normal hearing) |
| For late-blind | ++ (if normal visual cortex) | ++ (if normal hearing) |
| חזור | דף הבית | הרשמה | פורומים | בעלי תפקידים | פירסומים | תוכנות | טלפונים | קישורים | נגישות | אודות | דף הבית הישן |
© כל הזכויות שמורות למחברים. אין לעשות שימוש במאמרים ללא ציון קרדיט. אין לעשות שימוש מיסחרי במאמרים ללא אישור בכתב מעמותת "אופק לילדינו".
כל המידע הנכלל באתר הנו בבחינת מידע כללי בלבד, ואינו בגדר יעוץ מקצועי. הארגון אינו נושא באחריות כלשהי כלפי המשתמשים באתר.
למוסד אישור מס הכנסה לענין תרומות לפי סעיף 46 לפקודת מס הכנסה.
שונה לאחרונה ב: 25-May-2011 08:10
