¿Por qué la sustitución sensorial no es tan exitosa?

El proyecto del Sistema de Sustitución de Visión Táctil (TVSS) de Bach-y-Rita se inició en 1963 y desde entonces ha sido considerado como el padre fundador de la sustitución sensorial . El concepto de sustitución sensorial se refiere al proceso de obtener información sobre el mundo a partir de un sistema sensorial funcional (p. ej., el tacto) que normalmente se obtendría de un sistema sensorial perdido (p. ej., la visión de los ciegos).

Bach-y-Rita desarrolló varios dispositivos, pero el más citado consistió en 400 solenoides vibrotáctiles montados en el respaldo de un sillón dental. Las imágenes de la cámara se convirtieron en representaciones táctiles binarias ("blanco y negro") en la parte posterior de un sujeto ("ver con la 'piel') ( Bach-y-Rita 1969 ):

Los resultados obtenidos con el TVSS fueron muy prometedores: después de suficiente práctica (20 a 150 horas), los sujetos ciegos pudieron percibir el movimiento, reconocer formas y objetos, e incluso identificar rostros. También permitió la apreciación de conceptos más abstractos bastante desconocidos para los invidentes, como sombra, profundidad, amenaza, zoom y paralaje ( Bach-y-Rita, 2003) . Una cara proyectada sobre la piel se habría sentido así (foto de una imagen de osciloscopio que representa los estímulos de voltaje enviados desde la cámara a la pantalla vibrotáctil).

Sin embargo, como muestra la primera figura, el TVSS era grande y voluminoso. Además, era ruidoso y hambriento de energía y simplemente no era muy útil fuera del laboratorio. Aunque se construyeron varias variantes portátiles, también sufrieron estas limitaciones en varios grados:

El trabajo de Bach-y-Rita se ha extendido a enfoques electrotáctiles y la empresa Wicab comercializa actualmente el dispositivo BrainPort V100 en Europa. Cuenta con una cámara en la cabeza para escanear el entorno y traduce estas imágenes en una rejilla de electrodos que estimulan la lengua para provocar sensaciones electrotáctiles (como lo haría un sorbo de champán o un refresco):

Utiliza electrodos en lugar de voluminosos vibrotactores, lo que reduce en gran medida el consumo de energía y este enfoque ha hecho factible una aplicación portátil. Los electrodos, sin embargo, necesitan una superficie húmeda o son necesarios voltajes muy altos. Un enfoque sencillo fue aplicar la rejilla de electrodos en la lengua. La lengua está húmeda y tiene excelente resolución. El BrainPort cuenta actualmente con 400 electrodos y puede proporcionar voltajes graduados para presentar imágenes en escala de grises en la lengua.

El BrainPort se comercializó recientemente en Europa (2013) y acaba de finalizar un estudio de la FDA en los EE. UU. Por lo que sé, también están ocupados comercializando allí.

Con respecto a su pregunta sobre plasticidad cerebral : hay una gran cantidad de información disponible sobre cambios neuroplásticos en el cerebro debido al uso de BrainPort u otros enfoques de sustitución sensorial (VoiCE, EyeMusic, etc.). Básicamente, se ha demostrado que las cortezas visuales desaferentadas se reclutan para el procesamiento de información táctil (p. ej ., Sadato, 2002 ) y, por lo tanto, el cerebro se adapta activamente a la nueva fuente de información. Así que no , los cambios plásticos no son el factor limitante.

Por lo tanto, BrainPort (y otros enfoques de sustitución sensorial como SonicGuide, etc.) es útil, portátil y, no menos importante, el cerebro se adapta activamente al usar la entrada visuo-táctil alternativa al reclutar la corteza visual para procesar información visuotáctil. Entonces, ¿por qué los enfoques de sustitución sensorial no han conquistado el mundo de la rehabilitación visual de los ciegos ? Hay una serie de desventajas importantes en los dispositivos de sustitución sensorial (SSD):

• Los SSD sustituyen la visión (por información táctil o acústica), no la restauran ;
• La resolución limitada de los SSD no permite un análisis detallado del objetivo, es decir, será muy difícil discernir la diferencia entre un tenedor y un cuchillo;
• En cambio, confiar en mecanismos de afrontamiento bien establecidos y apegarse a sus rutinas habituales puede ser mucho más efectivo en la vida cotidiana. Por ejemplo, simplemente tocar el tenedor o la cuchara les notará inmediatamente la diferencia, mientras que escanearlos con un SSD les lleva mucho tiempo (es decir, los SSD no son muy prácticos);
• La resolución restringida de los SSD de última generación también ayuda poco en la orientación y la movilidad (O&M). En otras palabras, no ayuda a los ciegos a andar. En cambio, los métodos establecidos, como el bastón guía y el perro guía, son mucho más efectivos para la O&M ;
• Aprender a usar un SSD de manera efectiva lleva mucho tiempo . No muchas personas están dispuestas a someterse a un arduo programa de rehabilitación ;
• En el caso del BrainPort, es muy visible para el mundo exterior y no muy discreto cuando lo usa una persona ciega. Se sabe que el 29% de los consumidores con discapacidad abandonan el uso de dispositivos de asistencia por razones ajenas al rendimiento del dispositivo ( Phillips y Zhao, 1993 ).

^Referencias
<sub>- Bach-y-Rita 1969. Nature 221:963-4
- Bach-y-Rita 2003. JHCI 15 :285-95
- Philips & Zhao 1993. Assistive technology 5 :36-45
- Sadato 2002. Neuroimage 16 :389 -400</sub>

Chris dio una excelente respuesta para los dispositivos de sustitución sensorial visual a táctil. No discutiré hasta qué punto la sustitución sensorial tiene éxito, pero el sistema de sustitución sensorial más difundido para ciegos es hoy en día The vOICe , una clase de dispositivos de sustitución sensorial visual a auditiva que está disponible en todo el mundo. Su versión de Android se ha instalado más de un cuarto de millón de veces en los últimos años, y hay una serie de publicaciones científicas recientes revisadas por pares basadas en el uso de su versión de Microsoft Windows, que cubren varios aspectos de la plasticidad cerebral. Es probable que las próximas gafas de realidad aumentada mejoren la comodidad de uso. Pero sí, como dijo Chris, aprender a usar un SSD de manera efectiva lleva mucho tiempo.

Tadoma es un método de comunicación utilizado por algunas personas sordociegas. El sistema se desarrolló antes de 1967 y es anterior a TVSS, aunque no hay hardware involucrado. Creo que este video demuestra hasta qué punto el enfoque es exitoso y, por lo tanto, no está limitado por la plasticidad cerebral. Tadoma ha caído en desgracia porque es difícil de aprender y enseñar. Ha habido algunas investigaciones sobre audífonos vibrotáctiles y hay algunos disponibles comercialmente .