ראייה בהישג יד

כשאנו מתבוננים בעולם, העיניים שלנו סורקות את שדה הראייה באמצעות תנועות זעירות – בדומה לאופן שבו אנחנו ממששים חפצים בקצות אצבעותינו. על סמך תכונה משותפת זו לשני החושים – הראייה והמישוש – פיתחו מדעני מכון ויצמן למדע מערכת הממירה מידע ויזואלי לאותות מגע. מערכת זו מאפשרת למשתמשים "לראות למרחקים" בקצות האצבעות – כלומר למשש אובייקטים שאינם נמצאים בהישג ידם.

המרת מידע המתקבל באמצעות חוש אחד לגירוי הנקלט בחוש אחר – גישה הקרויה התמרה חושית – מהווה אמצעי יעיל לחקר המוח וגם כלי לשיפור איכות חייהם של אנשים בעלי מוגבלות חושית, בעיקר עיוורים. ואולם חרף העובדה ששיטות שונות של התמרה חושית קיימות כבר יותר מחמישים שנה, עיוורים לא אימצו אף אחת מהן באופן יומיומי. מדעני המכון משערים כי הסיבה העיקרית לכך נעוצה בעובדה שהשיטות הקיימות אינן תואמות את דרך הפעולה של התפיסה החושית הטבעית, ובעיקר, הן אינן מסתמכות על "חישה פעילה" – אותה תנועת אצבעות שמאפיינת את חוש המישוש. כך לדוגמה, מרבית השיטות הממירות "ראייה" ל"מגע" מבטלות את הצורך להזיז את האצבעות, וממירות את האותות הוויזואליים לרטט המופעל על העור.

ד"ר עמוס אריאלי ופרופ' אהוד אחישר מהמחלקה לנוירוביולוגיה, ביחד עם ד"ר יעל זילברשטין-קרא, שמו להם למטרה לפתח שיטת התמרה של מידע ראייתי שתחקה טוב יותר את פעולת חוש המישוש. "המערכת שלנו לא רק מאפשרת חישה פעילה – היא מחייבת אותה. המשתמשים מוכרחים להזיז את קצות אצבעותיהם כדי 'לראות' חפצים רחוקים, בדיוק כשם שהיו ממששים חפץ שנמצא לידם", אומר ד"ר אריאלי.

המערכת החדשה, הקרויה ASenSub, כוללת מצלמה קטנה וקלת משקל המחוברת לידו של המשתמש. התמונה שהיא מצלמת מתורגמת לאותות מישוש באמצעות מערך של 96 פינים הנמצאים במגע עם קצות שלוש מאצבעות היד שאליה מחוברת המצלמה. גובהו של כל פין נקבע בהתאם לעוצמת האור בפיקסל התואם בתמונה שנקלטה במצלמה. כך למשל, אם המצלמה תסרוק משולש שחור על רקע לבן, הפינים התואמים את הפיקסלים השחורים יעלו מעלה, בעוד שאלה התואמים את הרקע הלבן לא יעלו, כך שכאשר המשתמש יניע את אצבעותיו הוא יחוש בתבליט של משולש.

ד"ר זילברשטין-קרא בדקה את ביצועי ה-ASenSub בסדרת ניסויים שבהם השתתפו אנשים רואים שעיניהם היו מכוסות. לאחר שהמערכת הוכיחה את יעילותה היא ערכה, בעזרת רופא העיניים ד"ר שמואל גרפי, ניסויים בעיוורים מלידה. שתי הקבוצות נתבקשו תחילה לזהות צורות גיאומטריות בדו-ממד ובהמשך חפצים בתלת-ממד, כגון תפוח, קרנף צעצוע ומספריים.

לאחר אימון של פחות משעתיים וחצי, שתי הקבוצות למדו לזהות חפצים בתוך פחות מ-20 שניות – רמת ביצוע חסרת תקדים בהשוואה לשיטות הקיימות, הדורשות בדרך כלל אימון ממושך ומאפשרות תפיסה איטית בלבד. בנוסף, רמת הביצוע הגבוהה נשמרה לאורך זמן: משתתפי המחקר שזומנו לסדרת ניסויים נוספת כמעט שנתיים מאוחר יותר, זיהו במהירות צורות וחפצים חדשים באמצעות ASenSub.

""הגישה שלנו ממחישה את הגמישות המדהימה של המוח – ניתן לומר שהיא אפשרה לאנשים לרכוש 'חוש חדש'"

היבט נוסף של המערכת: היא העניקה לעיוורים מלידה את ה"תחושה" של ראייה למרחוק. אומר ד"ר גרפי: "כרופא עיניים, זה היה מרתק לשמוע מעיוורים שהניסויים אִפשרו להם לחוות תופעות אופטיות שעליהן ידעו רק בתיאוריה, כמו למשל קיומן של צלליות או גודל מוקטן של חפצים רחוקים".

בניסויים לא נרשם הבדל ברמת הביצוע בין רואים לעיוורים, אך בדרך כלל כל אחת מהקבוצות השתמשה בשיטות סריקה שונות. ככלל, אנשים רואים התמקדו בחלק ייחודי של החפץ, כגון זווית חדה של המשולש, הזנב של הקרנף או הלהבים של המספריים. העיוורים, לעומת זאת, הקיפו כל חפץ מכל צדדיו, כפי שהם נוהגים לעשות כאשר הם ממששים חפצים ללא עזרים. במלים אחרות, המחקר הראה כי אנשים נוקטים אסטרטגיה המוכרת להם. מכאן עולה כי ללמידה ולניסיון יש השפעה מהותית על האופן שבו אנו מפעילים את איברי החישה שלנו. בהתאם, ייתכן כי בעתיד אפשר יהיה ללמד אנשים בעלי מוגבלויות חושיות לנצל את היכולות החושיות שלהם בצורה מיטבית.

"המחקר שלנו מציג תמיכה נוספת לרעיון שחישה טבעית הינה בעיקרה חישה פעילה", אומר פרופ' אחישר. "היכולת של הנבדקים לשלב את המכשיר המלאכותי במעגלי התנועה-חישה הטבעיים שלהם, אפשרה להם לתפוס במהירות רבה יותר את החפצים שהוצגו להם, בהשוואה למכשירים אשר מספקים מידע שאינו תלוי בהנעה פעילה של איברי החישה". ד"ר זילברשטין-קרא מוסיפה: "הגישה שלנו ממחישה את הגמישות המדהימה של המוח – ניתן לומר שהיא אפשרה לאנשים לרכוש 'חוש חדש'. בעקבות הצלחת הניסוי, התחלתי ליישם עקרונות אלה גם בהוראה – אני מוודאת שהסטודנטים שלי נשארים פעילים לאורך כל תהליך הלמידה".

לבד ממחקרים נוספים בתחום התפיסה החושית, אפשר יהיה גם להתאים את מערכת ASenSub לשימוש יומיומי של עיוורים. לשם כך יהיה צורך למזער אותה להתקן שעיוורים יוכלו לעטות ככפפה על ידם או להתקינו על מקל ההליכה.