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Sustitución sensorial

La sustitución sensorial consiste en cambiar las características de una modalidad sensorial por estímulos de otra modalidad sensorial. Un sistema de sustitución sensorial consta...

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La sustitución sensorial consiste en cambiar las características de una modalidad sensorial por estímulos de otra modalidad sensorial.

Un sistema de sustitución sensorial consta de tres partes: un sensor, un sistema de acoplamiento y un estimulador. El sensor registra los estímulos y los envía a un sistema de acoplamiento que interpreta estas señales y las transmite a un estimulador. Si el sensor recibe señales que no estaban disponibles originalmente para el usuario, se trata de un caso de aumento sensorial . La sustitución sensorial se relaciona con la percepción humana y la plasticidad del cerebro humano; por lo tanto, nos permite estudiar estos aspectos de la neurociencia con mayor profundidad mediante neuroimagen .

Los sistemas de sustitución sensorial pueden ayudar a las personas restaurando su capacidad de percibir ciertas modalidades sensoriales defectuosas mediante el uso de información sensorial de una modalidad sensorial que funcione correctamente.

Historia

La idea de la sustitución sensorial fue introducida en la década de 1980 por Paul Bach-y-Rita como un medio para utilizar una modalidad sensorial, principalmente el tacto , para obtener información ambiental que sería utilizada por otra modalidad sensorial, principalmente la visión . [ 1 ] [ 2 ] Posteriormente, Chaim-Meyer Scheff abordó todo el campo en "Modelo experimental para el estudio de los cambios en la organización del procesamiento de la información sensorial humana a través del diseño y la prueba de dispositivos protésicos no invasivos para personas con discapacidad sensorial". [ 3 ] El primer sistema de sustitución sensorial fue desarrollado por Bach-y-Rita et al. como un medio de plasticidad cerebral en individuos ciegos de nacimiento. [ 4 ] Después de esta invención histórica, la sustitución sensorial ha sido la base de muchos estudios que investigan la neurociencia perceptiva y cognitiva . La sustitución sensorial se emplea a menudo para investigar las predicciones del marco de la cognición corporizada . Dentro del marco teórico, específicamente el concepto de contingencias sensoriomotoras [ 5 ] se investiga utilizando la sustitución sensorial. Además, la sustitución sensorial ha contribuido al estudio de la función cerebral, la cognición humana y la rehabilitación. [ 6 ] Más recientemente, la filosofía y la psicología de la sustitución y el aumento sensorial [ 7 ] en un volumen editado con ese nombre por Fiona Macpherson .

Fisiología

Cuando una persona se vuelve ciega o sorda, generalmente no pierde la capacidad de oír o ver; simplemente pierde la capacidad de transmitir las señales sensoriales desde la periferia ( retina para la visión y cóclea para la audición) al cerebro. [ 8 ] Dado que las vías de procesamiento visual permanecen intactas, una persona que ha perdido la capacidad de recuperar datos de la retina aún puede ver imágenes subjetivas utilizando datos recopilados de otras modalidades sensoriales, como el tacto o la audición. [ 9 ]

En un sistema visual normal, los datos recopilados por la retina se convierten en un estímulo eléctrico en el nervio óptico y se transmiten al cerebro, que recrea la imagen y la percibe. Dado que el cerebro es el responsable de la percepción final, es posible la sustitución sensorial. Durante la sustitución sensorial, una modalidad sensorial intacta transmite información a las áreas de percepción visual del cerebro para que la persona pueda percibir la vista. Con la sustitución sensorial, la información obtenida de una modalidad sensorial puede llegar a estructuras cerebrales fisiológicamente relacionadas con otras modalidades sensoriales. La sustitución sensorial táctil-visual transfiere información de los receptores táctiles a la corteza visual para su interpretación y percepción. Por ejemplo, mediante resonancia magnética funcional (fMRI ), se puede determinar qué partes del cerebro se activan durante la percepción sensorial. En personas ciegas, se observa que, si bien solo reciben información táctil, su corteza visual también se activa al percibir objetos visuales . [ 10 ] También es posible la sustitución sensorial táctil, en la que la información de los receptores táctiles de una región del cuerpo se puede utilizar para percibir el tacto en otra región. Por ejemplo, en un experimento de Bach-y-Rita, se pudo restaurar la percepción táctil en un paciente que había perdido la sensibilidad periférica debido a la lepra. [ 11 ]

Soporte tecnológico

Para lograr la sustitución sensorial y estimular el cerebro sin órganos sensoriales intactos que transmitan la información, se pueden utilizar máquinas para la transducción de señales, en lugar de los órganos sensoriales. Esta interfaz cerebro-máquina recoge señales externas y las transforma en señales eléctricas para que el cerebro las interprete. Generalmente, se utiliza una cámara o un micrófono para captar estímulos visuales o auditivos que se emplean para reemplazar la vista y el oído perdidos, respectivamente. Los datos visuales o auditivos recopilados por los sensores se transforman en estímulos táctiles que luego se transmiten al cerebro para la percepción visual y auditiva. Fundamentalmente, esta transformación mantiene la contingencia sensoriomotora inherente a la modalidad sensorial correspondiente. Este y todos los tipos de sustitución sensorial solo son posibles gracias a la neuroplasticidad . [ 11 ]

Plasticidad cerebral

La plasticidad cerebral se refiere a la capacidad del cerebro para adaptarse a un entorno cambiante, por ejemplo, a la ausencia o el deterioro de un sentido. Es concebible que la reorganización o el remapeo cortical en respuesta a la pérdida de un sentido pueda ser un mecanismo evolutivo que permite a las personas adaptarse y compensar utilizando mejor otros sentidos. Los estudios de neuroimagen han demostrado que, ante deficiencias visuales y ceguera (especialmente en los primeros 12-16 años de vida), las cortezas visuales experimentan una enorme reorganización funcional de tal manera que se activan mediante otras modalidades sensoriales. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] Esta plasticidad intermodal también se encontró a través de imágenes funcionales de pacientes ciegos congénitos que mostraron un reclutamiento intermodal de la corteza occipital durante tareas perceptivas como la lectura Braille, la percepción táctil, el reconocimiento táctil de objetos, la localización de sonidos y la discriminación de sonidos. [ 6 ] Esto podría sugerir que las personas ciegas pueden usar su lóbulo occipital, generalmente utilizado para la visión, para percibir objetos mediante el uso de otras modalidades sensoriales. Esta plasticidad intermodal podría explicar la tendencia frecuentemente descrita de las personas ciegas a mostrar una mayor capacidad en los demás sentidos. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

Percepción versus sensación

Al considerar los aspectos fisiológicos de la sustitución sensorial, es esencial distinguir entre sentir y percibir. La pregunta general que plantea esta diferenciación es: ¿Las personas ciegas ven o perciben para ver mediante la combinación de diferentes datos sensoriales? Mientras que la sensación se presenta en una sola modalidad (visual, auditiva, táctil, etc.), la percepción debida a la sustitución sensorial no es una sola modalidad, sino el resultado de interacciones intermodales. Por lo tanto, se concluye que, si bien la sustitución sensorial de la visión induce una percepción similar a la visual en personas videntes , induce una percepción auditiva o táctil en personas ciegas . [ 20 ] En resumen, las personas ciegas perciben para ver a través del tacto y la audición con la sustitución sensorial. Mediante experimentos con un dispositivo de sustitución sensorial táctil-visual (TVSS, por sus siglas en inglés) desarrollado por Bach-y-Rita, los sujetos describieron la experiencia perceptiva del TVSS como particularmente visual, de modo que los objetos se percibían como si estuvieran ubicados en el espacio externo y no en la espalda o la piel. Estudios posteriores que utilizaron el TVSS demostraron que tales cambios perceptivos solo eran posibles cuando los participantes podían explorar activamente su entorno con el TVSS. [ 21 ] [ 22 ] Estos resultados han sido respaldados por muchos otros estudios que prueban diferentes sistemas de sustitución con sujetos ciegos, como la sustitución de visión a tacto, [ 23 ] la sustitución de visión a audición [ 24 ] [ 25 ] y la sustitución de visión a vestibular [ 26 ] Estos resultados también se informan en sujetos videntes, cuando tienen los ojos vendados [ 27 ] [ 28 ] y brindan más apoyo a la teoría de la contingencia sensoriomotora.

Diferentes aplicaciones

Las aplicaciones no se limitan a personas con discapacidad, sino que también incluyen presentaciones artísticas , juegos y realidad aumentada . Algunos ejemplos son la sustitución de estímulos visuales por auditivos o táctiles, y viceversa. Entre los más populares se encuentran la Sustitución Sensorial de Visión Táctil (TVSS) de Paul Bach-y-Rita, desarrollada con Carter Collins en el Instituto Smith-Kettlewell, y el método de Peter Meijer , "Ver con Sonido" (The vOICe). Los avances técnicos, como la miniaturización y la estimulación eléctrica, contribuyen al desarrollo de dispositivos de sustitución sensorial.

En los sistemas de sustitución sensorial, generalmente contamos con sensores que recopilan datos del entorno externo. Estos datos se transmiten a un sistema de acoplamiento que interpreta y transduce la información, y luego la reproduce en un estimulador. Este estimulador, en última instancia, estimula una modalidad sensorial funcional. [ 20 ] Tras el entrenamiento, las personas aprenden a utilizar la información obtenida de esta estimulación para experimentar la percepción de la sensación que les falta, en lugar de la sensación estimulada en sí. Por ejemplo, a un paciente con lepra, cuya percepción del tacto periférico fue restaurada, se le colocó un guante con sensores de contacto artificiales acoplados a receptores sensoriales de la piel en la frente (que fue estimulada). Tras el entrenamiento y la adaptación, el paciente pudo experimentar los datos del guante como si se originaran en las yemas de los dedos, ignorando las sensaciones en la frente. [ 11 ]

Sistemas táctiles

Para comprender la sustitución sensorial táctil, es esencial entender la fisiología básica de los receptores táctiles de la piel. Existen cinco tipos básicos de receptores táctiles: corpúsculo de Pacini , corpúsculo de Meissner , terminaciones de Ruffini , terminaciones nerviosas de Merkel y terminaciones nerviosas libres . Estos receptores se caracterizan principalmente por el tipo de estímulo que mejor los activa y por su velocidad de adaptación a estímulos sostenidos. [ 29 ] Debido a la rápida adaptación de algunos de estos receptores a estímulos sostenidos, requieren sistemas de estimulación táctil que cambien rápidamente para activarse de forma óptima. [ 30 ] Entre todos estos mecanorreceptores, el corpúsculo de Pacini ofrece la mayor sensibilidad a vibraciones de alta frecuencia, desde unas pocas decenas de Hz hasta unos pocos kHz , gracias a su mecanismo de mecanotransducción especializado . [ 31 ] [ 32 ]

Existen dos tipos diferentes de estimuladores: electrotáctiles o vibrotáctiles. Los estimuladores electrotáctiles utilizan la estimulación eléctrica directa de la terminación nerviosa en la piel para iniciar potenciales de acción; la sensación desencadenada (quemazón, picazón, dolor, presión, etc.) depende del voltaje de estimulación. Los estimuladores vibrotáctiles utilizan la presión y las propiedades de los mecanorreceptores de la piel para iniciar potenciales de acción. Ambos sistemas de estimulación presentan ventajas y desventajas. En los sistemas de estimulación electrotáctil, muchos factores afectan la sensación desencadenada: voltaje de estimulación, corriente, forma de onda, tamaño del electrodo, material, fuerza de contacto, ubicación de la piel, grosor e hidratación. [ 30 ] La estimulación electrotáctil puede implicar la estimulación directa de los nervios ( percutánea ) o a través de la piel ( transcutánea ). La aplicación percutánea causa molestias adicionales al paciente y es una desventaja importante de este enfoque. Además, la estimulación de la piel sin inserción requiere estimulación de alto voltaje debido a la alta impedancia de la piel seca, [ 30 ] a menos que se utilice la lengua como receptor, lo que requiere solo alrededor del 3% de ese voltaje. [ 33 ] Esta última técnica se encuentra en ensayos clínicos para diversas aplicaciones y ha sido aprobada para asistencia a personas ciegas en el Reino Unido. [ 34 ] [ 35 ] Como alternativa, se ha propuesto el paladar como otra área donde se pueden sentir corrientes bajas. [ 36 ]

Se están explorando matrices electrostáticas como dispositivos de interacción humano-computadora para pantallas táctiles . [ 37 ] Estas se basan en un fenómeno llamado electrovibración , que permite que las corrientes de nivel de microamperios se sientan como rugosidad en una superficie. [ 38 ] [ 39 ]

Los sistemas vibrotáctiles utilizan las propiedades de los mecanorreceptores de la piel, por lo que requieren menos parámetros de monitorización en comparación con la estimulación electrotáctil. Sin embargo, los sistemas de estimulación vibrotáctil deben tener en cuenta la rápida adaptación del sentido del tacto.

Otro aspecto importante de los sistemas de sustitución sensorial táctil es la ubicación de la estimulación táctil. Los receptores táctiles son abundantes en las yemas de los dedos, la cara y la lengua, mientras que son escasos en la espalda, las piernas y los brazos. Es fundamental tener en cuenta la resolución espacial del receptor, ya que influye considerablemente en la resolución de la sustitución sensorial. [ 30 ] Una pantalla de matriz de pines de alta resolución puede presentar información espacial mediante símbolos táctiles, como mapas de ciudades [ 40 ] y mapas de obstáculos. [ 41 ]

A continuación encontrará algunas descripciones de los sistemas de sustitución táctil actuales.

Táctil-visual

Uno de los primeros y más conocidos dispositivos de sustitución sensorial fue el TVSS de Paul Bach-y-Rita, que convertía la imagen de una cámara de vídeo en una imagen táctil y la acoplaba a los receptores táctiles de la espalda de su sujeto ciego. [ 1 ] Recientemente, se han desarrollado varios sistemas nuevos que conectan la imagen táctil con los receptores táctiles de diferentes zonas del cuerpo, como el pecho, la frente, la yema de los dedos, el abdomen y la frente. [ 8 ] La imagen táctil se produce mediante cientos de activadores colocados en la persona. Los activadores son solenoides de un milímetro de diámetro. En experimentos, sujetos ciegos (o con los ojos vendados ) equipados con el TVSS pueden aprender a detectar formas y a orientarse. En el caso de formas geométricas simples, se necesitaron unos 50 ensayos para lograr un reconocimiento correcto del 100 %. Identificar objetos en diferentes orientaciones requiere varias horas de aprendizaje.

Un sistema que utiliza la lengua como interfaz hombre-máquina es el más práctico. La interfaz lengua-máquina está protegida por la boca cerrada y la saliva proporciona un buen entorno electrolítico que garantiza un buen contacto de los electrodos. [ 33 ] Los resultados de un estudio de Bach-y-Rita et al. muestran que la estimulación electrotáctil de la lengua requirió el 3% del voltaje necesario para estimular el dedo. [ 33 ] Además, dado que es más práctico usar un retenedor de ortodoncia que sostiene el sistema de estimulación que un aparato sujeto a otras partes del cuerpo, la interfaz lengua-máquina es más popular entre los sistemas TVSS.

Este sistema TVSS de lengua funciona mediante la aplicación de estímulos electrotáctiles en el dorso de la lengua a través de una matriz de electrodos flexible colocada en la boca. Esta matriz de electrodos está conectada a una Unidad de Visualización de Lengua (TDU) mediante un cable plano que sale de la boca. Una cámara de vídeo graba una imagen, la transfiere a la TDU para su conversión en una imagen táctil. La imagen táctil se proyecta sobre la lengua a través del cable plano, donde los receptores de la lengua captan la señal. Tras el entrenamiento, los sujetos son capaces de asociar ciertos tipos de estímulos con ciertos tipos de imágenes visuales. [ 8 ] [ 42 ] De esta forma, la sensación táctil puede utilizarse para la percepción visual.

Las sustituciones sensoriales también han tenido éxito con la aparición de actuadores hápticos portátiles como motores vibrotáctiles, solenoides, diodos Peltier, etc. En el Centro de Computación Ubicua Cognitiva de la Universidad Estatal de Arizona , los investigadores han desarrollado tecnologías que permiten a las personas ciegas percibir información situacional social mediante cinturones vibrotáctiles portátiles [ 43 ] (Haptic Belt) y guantes [ 44 ] [ 45 ] (VibroGlove). Ambas tecnologías utilizan cámaras en miniatura montadas en unas gafas que lleva el usuario ciego. El Haptic Belt proporciona vibraciones que transmiten la dirección y la distancia a la que se encuentra una persona frente al usuario, mientras que el VibroGlove utiliza el mapeo espacio-temporal de patrones de vibración para transmitir las expresiones faciales del interlocutor. Por otro lado, se ha demostrado que incluso señales muy simples que indican la presencia o ausencia de obstáculos (a través de pequeños módulos de vibración ubicados en puntos estratégicos del cuerpo) pueden ser útiles para la navegación, la estabilización de la marcha y la reducción de la ansiedad al moverse en un espacio desconocido. Este enfoque, denominado "Radar Háptico" [ 46 ], ha sido estudiado desde 2005 por investigadores de la Universidad de Tokio en colaboración con la Universidad de Río de Janeiro . [ 47 ] Productos similares incluyen el chaleco y cinturón Eyeronman, [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] y el sistema de retina frontal. [ 51 ]

Táctil-auditivo

El neurocientífico David Eagleman presentó un nuevo dispositivo para la audición de sonido a tacto en TED en 2015; [ 52 ] su investigación de laboratorio luego se expandió a una empresa con sede en Palo Alto, California , llamada Neosensory. [ 53 ] Los dispositivos Neosensory capturan el sonido y lo convierten en patrones táctiles de alta dimensión en la piel. [ 54 ] [ 55 ]

Los experimentos de Schurmann et al. muestran que los sentidos táctiles pueden activar la corteza auditiva humana . Actualmente, los estímulos vibrotáctiles se pueden utilizar para facilitar la audición en personas normales y con discapacidad auditiva. [ 56 ] Para probar las áreas auditivas activadas por el tacto, Schurmann et al. evaluaron a sujetos mientras estimulaban sus dedos y palmas con ráfagas de vibración y sus yemas de los dedos con presión táctil. Encontraron que la estimulación táctil de los dedos conduce a la activación del área del cinturón auditivo, lo que sugiere que existe una relación entre la audición y la tactición. [ 56 ] Por lo tanto, se puede realizar investigación futura para investigar la probabilidad de un sistema de sustitución sensorial táctil-auditiva. Un invento prometedor es el "sintetizador de órganos sensoriales" [ 57 ] que tiene como objetivo proporcionar un rango de audición normal de nueve octavas a través de 216 electrodos a zonas nerviosas táctiles secuenciales, junto a la columna vertebral.

Táctil-vestibular

Algunas personas con trastornos del equilibrio o reacciones adversas a los antibióticos desarrollan daño vestibular bilateral (DVB). Experimentan dificultad para mantener la postura, marcha inestable y oscilopsia . [ 58 ] Tyler et al. estudiaron la restitución del control postural mediante una sustitución sensorial vestibular táctil. Debido a que los pacientes con DVB no pueden integrar señales visuales y táctiles, tienen mucha dificultad para mantenerse de pie. Utilizando un acelerómetro montado en la cabeza y una interfaz cerebro-computadora que emplea estimulación electrotáctil en la lengua, se transmitió información sobre la orientación de la cabeza y el cuerpo al paciente para que disponga de una nueva fuente de datos para orientarse y mantener una buena postura. [ 58 ]

Táctil-táctil para restaurar la sensación periférica

La sustitución sensorial táctil consiste en utilizar la información de los receptores táctiles de una región para percibir el tacto en otra. Por ejemplo, en un experimento de Bach-y-Rita, se restauró la percepción táctil en un paciente que había perdido la sensibilidad periférica debido a la lepra. [ 11 ] Este paciente con lepra fue equipado con un guante que contenía sensores de contacto artificiales acoplados a receptores sensoriales de la piel en la frente (que fue estimulada). Tras el entrenamiento y la adaptación, el paciente pudo experimentar los datos del guante como si provinieran de las yemas de los dedos, ignorando las sensaciones en la frente. [ 11 ] Después de dos días de entrenamiento, uno de los sujetos con lepra informó de "la maravillosa sensación de tocar a su esposa, que no había podido experimentar durante 20 años". [ 59 ]

Sistema de retroalimentación táctil para prótesis de extremidades

El desarrollo de nuevas tecnologías ha hecho posible proporcionar a los pacientes prótesis de brazo con sensibilidad táctil y cinestésica. [ 60 ] Si bien no se trata de un sistema de sustitución sensorial propiamente dicho, utiliza los mismos principios para restaurar la percepción de los sentidos. Algunos métodos de retroalimentación táctil para restaurar la percepción del tacto en personas amputadas serían la estimulación directa o la microestimulación de las fibras aferentes del nervio táctil. [ 60 ]

Otras aplicaciones de los sistemas de sustitución sensorial se observan en las prótesis robóticas funcionales para pacientes con cuadriplejia de alto grado. Estos brazos robóticos cuentan con diversos mecanismos de detección de deslizamiento, vibración y textura, que transmiten al paciente mediante retroalimentación. [ 59 ] Tras un mayor desarrollo e investigación, los pacientes pueden utilizar la información de estos brazos para percibir que están sujetando y manipulando objetos mientras su brazo robótico realiza la tarea.

Sistemas auditivos

Los sistemas de sustitución sensorial auditiva, al igual que los sistemas de sustitución sensorial táctil, buscan utilizar una modalidad sensorial para compensar la falta de otra y así obtener la percepción de la que falta. En la sustitución sensorial auditiva, los sensores visuales o táctiles detectan y almacenan información sobre el entorno externo. Esta información se transforma posteriormente en sonido mediante interfaces. La mayoría de los sistemas son sustituciones auditivo-visuales que utilizan el sentido del oído para transmitir información visual a las personas ciegas.

La pantalla auditiva vOICe

El dispositivo "vOICe" convierte las imágenes en directo de una cámara de vídeo en paisajes sonoros, patrones de decenas de tonos diferentes con distintos volúmenes y frecuencias emitidos simultáneamente. [ 61 ] La tecnología del vOICe fue inventada en la década de 1990 por Peter Meijer y utiliza un mapeo general de vídeo a audio, asociando la altura con el tono y el brillo con la sonoridad en un escaneo de izquierda a derecha de cualquier fotograma de vídeo. [ 8 ]

EyeMusic

El usuario de EyeMusic lleva una cámara en miniatura conectada a un pequeño ordenador (o smartphone) y auriculares estéreo. Las imágenes se convierten en "paisajes sonoros". Las zonas elevadas de la imagen se proyectan como notas musicales agudas en una escala pentatónica, y las zonas verticales bajas como notas musicales graves.

El EyeMusic transmite información de color mediante el uso de diferentes instrumentos musicales para cada uno de los siguientes cinco colores: blanco, azul, rojo, verde y amarillo. El EyeMusic emplea una resolución intermedia de 30×50 píxeles. [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]

LibreAudioView

Este proyecto, presentado en 2015, [ 65 ] propone un nuevo dispositivo móvil versátil y un método de sonificación diseñado específicamente para la locomoción peatonal de personas con discapacidad visual. Sonifica en tiempo real información espacial a partir de una secuencia de vídeo adquirida a una velocidad de fotogramas estándar. El dispositivo se compone de una cámara en miniatura integrada en una montura de gafas, conectada a un miniordenador alimentado por batería que se lleva alrededor del cuello con una correa. La señal de audio se transmite al usuario mediante auriculares. Este sistema tiene dos modos de funcionamiento. En el primer modo, cuando el usuario está estático, solo se sonifican los bordes de los objetos en movimiento. En el segundo modo, cuando el usuario se mueve, se sonifican los bordes tanto de los objetos estáticos como de los que se mueven. De este modo, la secuencia de vídeo se simplifica extrayendo solo los bordes de los objetos que pueden convertirse en obstáculos peligrosos. El sistema permite la localización de objetos en movimiento, la estimación de trayectorias y la detección de objetos que se aproximan.

PSVA

Otro dispositivo exitoso de sustitución sensorial visual-auditiva es la Prótesis que Sustituye la Visión por la Audición (PSVA). [ 66 ] Este sistema utiliza una cámara de TV montada en la cabeza que permite la traducción en tiempo real de patrones visuales a sonido. Mientras el paciente se mueve, el dispositivo captura fotogramas visuales a alta frecuencia y genera los sonidos complejos correspondientes que permiten el reconocimiento. [ 8 ] Los estímulos visuales se transducen en estímulos auditivos mediante un sistema que utiliza la relación píxel-frecuencia y acopla un modelo aproximado de la retina humana con un modelo inverso de la cóclea. [ 66 ]

El ambiente

El sonido producido por este software es una mezcla de sonidos sinusoidales generados por "fuentes" virtuales, cada una correspondiente a un "campo receptivo" en la imagen. Cada campo receptivo es un conjunto de píxeles localizados. La amplitud del sonido está determinada por la luminosidad media de los píxeles del campo receptivo correspondiente. La frecuencia y la disparidad interaural están determinadas por el centro de gravedad de las coordenadas de los píxeles del campo receptivo en la imagen (véase "There is something out there: distal attribution in sensory substitution, twenty years later"; Auvray M., Hanneton S., Lenay C., O'Regan K. Journal of Integrative Neuroscience 4 (2005) 505–21). The Vibe es un proyecto de código abierto alojado en SourceForge.

Otros sistemas

Otros enfoques para la sustitución de la audición por la visión utilizan señales direccionales binaurales, de forma similar a como lo hace la ecolocalización humana natural . Un ejemplo de este último enfoque es el chip "SeeHear" de Caltech. [ 67 ]

Otros dispositivos de sustitución visual-auditiva se desvían del mapeo en escala de grises de las imágenes del vOICe. El Kromophone de Zach Capalbo utiliza un espectro de color básico que se correlaciona con diferentes sonidos y timbres para brindar a los usuarios información perceptiva que va más allá de las capacidades del vOICe. [ 68 ]

Implantes del sistema nervioso

Mediante electrodos estimulantes implantados en el sistema nervioso humano, es posible aplicar pulsos de corriente que el receptor puede aprender y reconocer de forma fiable. Kevin Warwick ha demostrado experimentalmente que las señales de los indicadores de fuerza/tacto de una mano robótica pueden utilizarse como medio de comunicación. [ 69 ]

Terminología

Se ha argumentado que el término "sustitución" es engañoso, ya que se trata simplemente de una "adición" o "complementación", no de una sustitución de una modalidad sensorial. [ 70 ]

Aumento sensorial

Partiendo de la investigación realizada sobre la sustitución sensorial, ahora se están iniciando estudios sobre la posibilidad de aumentar el aparato sensorial del cuerpo. El objetivo es ampliar la capacidad del cuerpo para percibir aspectos del entorno que normalmente no son perceptibles en su estado natural. Además, esta nueva información sobre el entorno podría utilizarse no para reemplazar directamente un órgano sensorial, sino para ofrecer información sensorial que normalmente se percibe a través de otra modalidad sensorial, potencialmente dañada. Por lo tanto, el aumento sensorial también se utiliza ampliamente con fines de rehabilitación, así como para investigar la neurociencia perceptiva y cognitiva.

Entre otros, el proyecto e-sense [ 71 ] de la Open University y la Universidad de Edimburgo , el proyecto feelSpace de la Universidad de Osnabrück y el proyecto hearSpace de la Universidad de París están llevando a cabo un trabajo activo en esta dirección .

Los hallazgos de la investigación sobre el aumento sensorial (así como la sustitución sensorial en general) que investigan la aparición de la experiencia perceptiva (qualia) a partir de la actividad de las neuronas tienen implicaciones para la comprensión de la conciencia. [ 9 ]

Véase también

Referencias

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  • retinas artificiales
  • Sustitución sensorial: límites y perspectivas C. Lenay et al.
  • El ambiente
  • feelSpace
  • El cromófono
  • Sustitución sensorial para ciegos (Nihat Erim İnceoğlu)
  • Aumento sensorial: integración de una señal de brújula auditiva en la percepción humana del espacio.
  • Charlas de la conferencia de la Academia Británica sobre Sustitución y Aumento Sensorial.