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
Mennesker har lavet musik i titusinder af år. Men hvad sker der i din hjerne, når du lytter til dit yndlingsband eller din yndlingsmusiker? I denne artikel følger du lydens rejse fra ørerne til hjernen, hvor forskellige områder arbejder sammen, mens du lytter til musik. Musik involverer mange hjernefunktioner, såsom lydbehandling, hukommelse, følelser og bevægelse. Du vil også opdage, at hjernen kan lære at genkende velkendte mønstre i musik, hvilket kan hjælpe med at forklare, hvorfor musik kan gøre os glade, triste eller endda ophidsede. Til sidst vil du udforske, hvad der sker i musikeres hjerner, når de spiller på deres instrumenter.
…
Kunstig intelligens (AI) systemer bliver ofte rost for deres imponerende præstationer inden for en lang række opgaver. Men mange af disse succeser skjuler et fælles problem: AI tager ofte genveje. I stedet for virkelig at lære, hvordan man udfører en opgave, bemærker den måske bare enkle mønstre i de eksempler, den har fået. For eksempel kan en AI, der er trænet til at genkende dyr på fotos, stole på baggrunden i stedet for selve dyret. Nogle gange kan disse genveje føre til alvorlige fejl, såsom en diagnose fr , der er baseret på hospitalsmærker i stedet for patientdata. Disse fejl opstår selv i avancerede systemer, der er trænet på millioner af eksempler. At forstå, hvordan og hvorfor AI tager genveje, kan hjælpe forskere med at designe bedre træningsmetoder og undgå skjulte fejl. For at gøre AI mere sikker og pålidelig skal vi hjælpe den med at udvikle en reel forståelse af opgaven – ikke bare gætte ud fra mønstre, der har fungeret tidligere.
…
Er du nogensinde faldet og slået hovedet, mens du legede? Følte du dig lidt svimmel og havde ondt i hovedet? Hvis ja, kan du have fået en hjernerystelse! Hjernerystelser kan ske hvor som helst. De kan ske under sport, når du leger med dine venner eller endda når du cykler med dine forældre. Det kan være svært at vide, om du har fået en hjernerystelse. Mange børn og forældre er ikke sikre på, hvad de skal gøre, hvis nogen får en hjernerystelse. Læger og forskere ved, at det hjælper dig med at komme dig hurtigere, hvis du gør det rigtige efter en hjernerystelse. Denne artikel forklarer, hvad en hjernerystelse er. Den hjælper dig med at se, om du eller en ven har fået en hjernerystelse, og fortæller dig, hvad du skal gøre, hvis du nogensinde får en hjernerystelse.
…
Hjertet er en meget vigtig muskel, der arbejder uafbrudt for at pumpe blod og levere vigtige næringsstoffer og ilt til alle dele af kroppen. Denne artikel ser på, hvordan hjertet fungerer normalt, og hvad der sker, når det fungerer unormalt, som det er tilfældet med en tilstand kaldet atrieflimren (AF). AF er en almindelig tilstand, der opstår, når hjertet slår uregelmæssigt og ude af takt. AF kan øge en persons risiko for at udvikle alvorlige problemer som hjertesvigt eller slagtilfælde. Denne artikel ser også på, hvordan AF kan diagnosticeres, hvad der forårsager AF, og de forskellige måder, det kan behandles på.
…