Forfattere
De fleste af os har fem sanser, som vores hjerner bruger til at skabe en model af verden omkring os. Vi ser, hører, lugter, smager og føler os frem. Hvis en af dine sanser ikke fungerer ordentligt, udfylder din hjerne hullerne ved at være mere opmærksom på de andre sanser. Men dine andre sanser kan ikke altid udfylde hullerne. Hvis dine ører ikke fungerer, kan dine øjne måske ikke fortælle din hjerne, at en bil ude af kontrol kommer skrigende mod dig! Men hvad nu, hvis vi kunne hjælpe hjernen med at udfylde hullerne ved målrettet at sende den manglende information gennem en anden sans? Hvad nu, hvis du kunne „høre‟, hvor en lyd er, ved hjælp af din følesans? Denne artikel forklarer, hvordan folk var i stand til at gøre netop det ved hjælp af armbånd, der omdannede lyd til vibrationer.
I dit hoved bærer du rundt på en model af verden. Denne model er bygget op af alle de informationer, din hjerne har indsamlet fra dine sanser. Den fortæller dig, hvor ting er, hvilke ting der er farlige eller ønskværdige, hvem der er generte, og hvem der kan lide at vise sig frem. Modellen bliver løbende opdateret og forbedret af nye informationer, som strømmer ind fra dine øjne, ører, næse og mund og fra sensorer rundt omkring på din krop, som overvåger berøring og temperatur. Din hjerne elsker information og søger altid sultent efter mere.
Men hvad sker der, når informationen holder op med at flyde fra en sans, fordi det er for mørkt til at se eller for støjende til at høre? I så fald udfylder hjernen den manglende information ved at fokusere hårdere på andre sanser. Hvis du f.eks. prøver at følge med i en samtale, men ikke kan få nok information fra dine ører, fokuserer du mere på bevægelsen af talerens læber. Hvis du går ned ad en mørk gade og tror, at du kan skimte nogen, der lurer i skyggerne, lytter du endnu mere efter fodtrin.
Desværre kan din hjerne ikke altid få den information, den har brug for, ved at fokusere mere på andre sanser. Hvis du befinder dig i en støjende hal, hvor skramlen og snak fuldstændig dækker den stemme, du forsøger at høre, kan du ikke få alle de oplysninger, du har brug for, ved blot at fokusere mere på personens læber. For mange mennesker er denne vanskelighed ikke midlertidig og forsvinder, når baggrundsstøjen forsvinder, eller lyset tændes. Nogle menneskers hjerner går glip af information, ikke fordi der er for mørkt eller for meget støj, men fordi en sans ikke fungerer ordentligt. Geniale hjælpemidler som briller og høreapparater er blevet opfundet for at løse dette problem, men nogle gange er de ikke i stand til at reparere den ødelagte sans. Hvordan giver vi så hjernen den information, den har brug for? Vi ved allerede, at hjernen bruger andre sanser til at indsamle manglende information. Måske kan vi sende den manglende information gennem en anden sans.
Mange mennesker med nedsat hørelse har svært ved at finde ud af, hvor lydene kommer fra. Det kan give mange problemer. Det er f.eks. svært at komme væk fra en lastbil, som du pludselig hører komme susende mod dig, hvis du ikke ved, hvor den kommer fra! Det er også svært for din hjerne at adskille lyde, der kommer fra forskellige retninger, f.eks. stemmen fra personen foran dig og musikken, der brager ud af højttaleren til venstre for dig.
Sammen med et hold forskere undersøger jeg i øjeblikket, om vibrationer på håndleddene kan bruges til at hjælpe folk med at finde ud af, hvor lyde kommer fra. Når ørerne fungerer godt, kan din hjerne finde ud af, hvor en lyd er, ved at sammenligne, hvor høj den er i hvert øre. Som vist i figur 1: Hvis en lyd er til højre for dig, bevæger lydbølgen sig gennem luften direkte ind i dit højre øre. Men for at nå dit venstre øre skal lydbølgen først forbi dit hoved. Lyden bliver svagere, når den blokeres af dit hoved, ligesom lyden bliver svagere, når du blokerer den ved at lukke en dør. Det betyder, at din hjerne kan bruge en simpel regel til at finde ud af, hvor en lyd er: Hvis den er højere i dit venstre øre, må den være til venstre for dig, og hvis den er højere i dit højre øre, må den være til højre for dig. Det er en af de vigtigste måder, hvorpå din hjerne finder ud af, hvor en lyd er, og det er denne regel, vi har udnyttet.
Vi omdannede lyd til vibrationer, som vi leverede ved hjælp af armbånd, der summede lydløst mod huden. Lyde, der blev hørt af det venstre øre, blev omdannet til vibrationer på det venstre håndled, og lyde, der blev hørt af det højre øre, blev omdannet til vibrationer på det højre håndled. Det betød – ligesom for ørerne – at hvis en lyd var til højre, var vibrationen stærkere på det højre håndled, og hvis en lyd var til venstre, var vibrationen stærkere på det venstre håndled. Vi håbede, at hjernen ved at bruge den samme regel, som den bruger til at høre med, ville være i stand til at finde ud af, hvor lydene er.
Vores frivillige havde alle problemer med at høre og brugte cochlear-implantater, som er en type kirurgisk indopereret høreapparat. De sad i en stol med højttalere i en halvcirkel omkring sig og med vibrerende armbånd på hvert håndled (figur 2A). Vi testede, hvor godt de frivillige kunne finde ud af, hvor lydene kom fra, når de enten kun brugte deres ører, kun armbåndene eller deres ører sammen med armbåndene [1. ]Vi afspillede en lyd fra en højttaler og spurgte derefter den frivillige, hvilken højttaler lyden kom fra. Vi beregnede, hvor godt de lokaliserede lyden ved at måle, hvor langt deres svar var fra den rigtige højttaler. Vi målte denne afstand i grader, som vinklen mellem den rigtige højttaler og den, de valgte. Vi gentog denne proces igen og igen og beregnede et gennemsnit af alle pointene. Vi var meget tilfredse med det, vi fandt!
Figur 2B viser resultaterne. Når de frivillige kun brugte deres ører, havde de lydsteder, som de identificerede, en tendens til at ligge langt fra det korrekte lydsted. Men når de enten brugte de vibrerende armbånd alene eller deres ører sammen med armbåndene, havde de en tendens til at være meget tættere på det rigtige sted. Interessant nok klarede vores frivillige sig bedst, når de brugte armbåndene og deres ører sammen. Det er gode nyheder, for det tyder på, at hjernen er glad for at kombinere information fra vibrationer på håndleddene med information fra lyd i ørerne.
Opdagelsen af, at armbåndene i høj grad kan forbedre folks evne til at lokalisere lyde, er særligt spændende, fordi disse forbedringer blev opnået efter næsten ingen øvelse. Vi har siden vist, at når folk træner en halv time om dagen i 10 dage, bliver de ved med at blive bedre til at lokalisere lyde [2]. Hvem ved, hvor gode de kan blive, hvis de bruger armbåndene hver dag i flere måneder eller endda år?
Ud over at hjælpe mennesker med høreproblemer med at lokalisere lyde bedre, har vi forsøgt at forbedre andre aspekter af deres hørelse ved at sende manglende lydinformation gennem vibrationer på håndleddene. For eksempel har vi for nylig vist, at vibrationer kan hjælpe folk med cochlear-implantater med at forstå tale bedre, når der er meget baggrundsstøj [3, 4]. Dette er et almindeligt problem på steder som travle klasseværelser, fabrikker og kontorer.
Indtil videre har vi kun vist, at denne tilgang kan hjælpe mennesker, når de testes i laboratoriet. Nu ønsker vi at skabe en enhed, der kan hjælpe folk i deres dagligdag. Vi er ved at bygge et nyt armbånd (figur 3), der ligner et smartwatch eller en Fitbit, som folk kan bære uden for laboratoriet, mens de går rundt i deres hverdag [6]. Vi arbejder sammen med en af verdens største producenter af høreapparater og cochlear-implantater, så vores armbånd kan forbindes trådløst til deres høreapparater og opsamle lyden på hvert øre. Vi er også i gang med at udvikle vores egne små enheder, der opsamler lyd ved ørerne, til de mennesker, der ikke allerede bruger høreapparater.
Hvis vores armbånd fungerer uden for laboratoriet, kan de hjælpe mennesker over hele verden. De kan især være nyttige i fattige lande, hvor mange millioner mennesker ikke får behandlet deres høretab. I Indien f.eks. – et land med langt over en milliard mennesker – går mindre end en tredjedel af børn med høreproblemer i skole [7]. Voksne med høreproblemer i fattige lande har også langt mindre chance for at få et job og er derfor ofte tvunget til at leve i fattigdom. Apparater som cochlear-implantater er for dyre for de fleste mennesker, og fattige lande mangler de læger og det hospitalsudstyr, der er nødvendigt for at tilpasse dem. De armbånd, vi er ved at udvikle, kan løse disse problemer. De kan produceres meget billigt og kan tilpasses uden behov for højt kvalificerede læger eller dyrt medicinsk udstyr. De kan dramatisk forbedre jobmulighederne, uddannelsen og det sociale liv for mange millioner mennesker med høreproblemer. Vi arbejder så hårdt, som vi overhovedet kan, for at få det til at ske.
[1] Fletcher MD, Cunningham RO, Mills SR. Elektro-haptisk forbedring af rumlig hørelse hos brugere af cochlear-implantater. Sci Rep. (2020) 10:1621. doi: 10.1038/s41598-020-58503-8
[2] Fletcher MD, Zgheib J. Haptisk lydlokalisering til brug for brugere af cochlear-implantater og høreapparater. Sci Rep. (2020) 10:14171. doi: 10.1038/s41598-020-70379-2
[3] Fletcher MD, Hadeedi A, Goehring T, Mills SR. Elektro-haptisk forbedring af tale-i-støj-præstation hos brugere af cochlear-implantater. Sci Rep. (2019) 9:11428. doi: 10.1038/s41598-019-47718-z
[4] Fletcher MD, Song H, Perry SW. Elektro-haptisk stimulering forbedrer talegenkendelse i rumligt adskilt støj for brugere af cochlear implantat. Sci Rep. (2020) 10:12723. doi: 10.1038/s41598-020-69697-2
[5] Fletcher MD. Kan haptisk stimulering forbedre musikopfattelsen hos hørehæmmede lyttere? Front Neuro. (2021) 15:723877. doi: 10.3389/fnins.2021.723877
[6] Fletcher MD. Brug af haptisk stimulering til at forbedre den auditive opfattelse hos hørehæmmede lyttere. Expert Rev Med Devices. (2020)18:63-74. doi: 10.1080/17434440.2021.1863782
[7] Krishnamoorthy K, Samy RN, Shoman N. Udfordringerne ved at starte et cochlear implant-program i et udviklingsland. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg. (2014) 22:367-72. doi: 10.1097/MOO.0000000000000088
Når du læser disse ord, er hundredvis af millioner af nerveceller elektrisk og kemisk aktive i din hjerne. Denne aktivitet gør det muligt for dig at genkende ord, fornemme verden, lære, nyde og skabe nye ting og være nysgerrig på verden omkring dig. Faktisk er vores hjerner – Homo sapiens‚ – de mest fascinerende fysiske substanser, der nogensinde er opstået på jorden for ca. 200.000 år siden. Hjernen er så nysgerrig og ambitiøs, at den stræber efter at forstå sig selv og helbrede sine skrøbelige elementer, når den bliver syg. Men på trods af de seneste vigtige fremskridt inden for hjerneforskningen ved vi stadig ikke, hvordan vi skal lægge brikkerne i hjernens puslespil. Det er på grund af dette, at der for nylig er startet flere store hjerneforskningsprojekter rundt om i verden. Vi deltager i et af dem – Human Brain Project (HBP) [1]. Hovedformålet er systematisk at katalogisere alt, hvad vi ved om hjernen, at udvikle geniale eksperimentelle og teoretiske metoder til at undersøge hjernen og at sammensætte alt, hvad vi har lært, til en computermodel af hjernen. Alt dette er muligt, da vores hjerne selv har designet kraftfulde computere, internettet og sofistikerede matematik- og softwareværktøjer, som snart vil være kraftfulde nok til at modellere noget så komplekst som den menneskelige hjerne i computeren. Dette projekt vil give en ny og dybere forståelse af vores hjerne, hjælpe os med at udvikle bedre kure mod dens sygdomme og i sidste ende også lære os, hvordan vi kan bygge smartere, lærende computere. Det vigtige er, at vores hjerne kun har brug for et par måltider om dagen (og måske lidt ekstra slik) for at klare det hele – det er meget mere energieffektivt end selv en simpel computer. Lad os så fortælle dig historien om HBP.
…
Vidste du, at læger kigger på tusindvis af menneskers hjerner hver dag? På hospitaler over hele landet kigger vi ind i patienternes hjerner for at se, om noget er gået galt, så vi kan forstå, hvordan vi kan hjælpe med at behandle den enkelte patients tilstand. Hjerneafbildningsteknologi spiller en vigtig rolle i at hjælpe læger med at diagnosticere og behandle tilstande som hjerneskader . Bag kulisserne er der særlige kameraer, som giver os mulighed for at se dybt ind i patienternes hjerner hver dag.
…
Hjernen har fascineret os i umindelige tider. Nogle af de første seriøse diskussioner om den menneskelige hjerne startede i det gamle Egypten, hvor kongen af Alexandria tillod dissektioner af forbrydere i levende live for at studere menneskets anatomi [1]. De, der udførte dissektionerne, åbnede kranieknoglen og så hjernen i levende live. Da de skar gennem hjernen, opdagede de store rum inde i den. Disse rum var forbundet med hinanden som kamre i et hus. De var også fyldt med en unik, krystalklar væske, som vi nu kender som cerebrospinalvæske eller hjernevæske. De var så begejstrede for dette fund! De troede, at menneskelige sjæl befinder sig i disse væskefyldte kamre. De forsøgte at forstå, hvordan væsken bevæger sig på tværs af disse kamre, fordi de troede, at det kunne forklare, hvordan det menneskelige sind fungerer.
…
Vidste du, at den mad, du spiser, påvirker dit helbred? Vigtigst af alt kan det, du spiser, have en negativ effekt på det mest komplekse organ i din krop: din hjerne! Utroligt nok påvirker den mad, du spiser, neuronerne, som er de vigtigste celler i hjernen. I hjernen forårsager en usund kost, der er rig på fedt og sukker, betændelse i neuroner og hæmmer dannelsen af nye neuroner. Det kan påvirke den måde, hjernen fungerer på, og bidrage til hjernesygdomme som depression. På den anden side er en kost, der indeholder sunde næringsstoffer som f.eks. omega-3-fedtsyrer, gavnlig for hjernens sundhed. En sådan kost forbedrer dannelsen af neuroner og fører til forbedret tænkning, opmærksomhed og hukommelse. Alt i alt gør en sund kost hjernen glad, så vi bør alle være opmærksomme på, hvad vi spiser.
…Få inspiration og viden om praksis og cases, evidens og forskning, kurser, netværksmøder og vores Læringsplatform – alt sammen til at styrke din faglige udvikling.
Du kan til enhver tid trække dit samtykke tilbage ved at afmelde dig nyhedsmailen.
Du modtager om et øjeblik en e-mail med et link, hvor du bekræfter tilmeldingen.
Med venlig hilsen
MiLife
