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Pawan Sinha:为自闭症带来新的愿景

通过/ 2010年6月8日

指路明灯:Pawan Sinha —这里研究曾经失明的孩子如何学会看东西;领导协调人道主义和科学目标的工作。

众所周知,自闭症患者对细节有着敏锐的观察力,但有时会忽略大局:为了画一座摩天大楼,自闭症艺术家会先画出每一块小窗玻璃的阴影。如果一个男孩乘坐的公共汽车改了一条去学校的路线,他就会大发脾气。当一个蹒跚学步的孩子看着一个咕咕叫的女人的脸时,他不会看着她温暖而富有表情的眼睛,而是看着她盯着她动着的嘴

在过去的几年里,一生他提出了一个极具争议性的理论,可能有助于解释这些轶事:自闭症患者在“时间整合”方面存在问题,即利用过去学到的信息来预测未来。

其基本思想是,有意义的社会互动——这对自闭症患者来说是困难的——依赖于精确同步的事件。例如,要理解口语,你必须快速、无缝地整合声音,形成有意义的单词:+zik就变成了音乐,而不是缪斯女神,使用生病的。同样,想象一下,如果你不能实时监控你同伴的面部表情或手势来回应你的话,在派对上交谈将是多么困难。

在创造世界纪录、在他年幼的儿子身上进行视觉实验,以及在新德里发起建立一家大型眼科医院的运动之间,辛哈领导了一项努力,在各种视觉和听觉实验中测试了约40名自闭症儿童。他在麻省理工学院(MIT)的研究小组的初步数据显示,这些孩子在时间整合方面确实存在缺陷。

辛哈说:“我们知道,运动在视觉中起着至关重要的作用,而运动处理在自闭症中被证明是缺乏的。”“我们的假设是,自闭症可能,至少部分,是处理动态信息困难的表现。”

他说,如果这种计时问题出现在发育早期,它可能会发展成该障碍中所见的无数困难,包括难以识别面孔、对声音和光敏感,以及坚持每天的作息。

纽约大学(New York University)神经科学中心(Center for Neural Science)主任托尼·莫夫肖恩(Tony Movshon)说,辛哈的理论具有挑衅性,因为科学家们已经确定了负责随着时间推移整合信息的大脑回路。

他说:“自闭症需要一种中介假设,将行为描述和分子电路描述结合起来。”“帕万的想法是弥合这种差距的努力。”

这些观点在自闭症领域引发了很多学术争论,因为他们断言,这种疾病的根本缺陷是感知上的,而不是社会上的。但是Sinha并没有打算研究自闭症。像他的许多项目一样,这个项目走了一条曲折的路线——从印度的一个盲人开始。

在运动对象:

2004年7月,辛哈和一个年轻人坐在新德里一间不起眼的旅馆房间里。

这个人很穷,出生时眼睛里没有镜片,这让他在29年的时间里几乎失明。两周前,他戴上了一副眼镜,这使他第一次能够分辨光线水平和运动。

通过进行一些简单的实验,辛哈希望这位被称为S.K的人能够帮助回答这个问题,这个问题是他科学生涯的主要动力:大脑是如何学会看东西的?

S.K.看到一个正方形、三角形和圆形的黑色轮廓以不同的组合出现在电脑显示器上。“这有多少东西?”Sinha问道。当一个圆和一个正方形被分开时,s.k可以很容易地数出它们。但当它们重叠时,他看到了三个物体,并指向相交线所包含的三个区域。他不知道哪些部分构成了圆圈,哪些部分构成了正方形——直到这些形状开始移动。

“世界似乎支离破碎,他无法将其完整地拼在一起。但动作会带来非常显著的变化,”辛哈说,他已经无数次观看现场的粒状视频。

这位说话温和的科学家每次谈到这项研究时都会自豪地播放这段视频项目普拉卡什以梵文“光”一词命名。和辛哈本人一样,这个项目的目标也是人道主义和科学的:让患有可治愈的失明的印度儿童恢复视力,然后观察他们如何学习在视觉世界中导航。

11月,辛哈发表了他与sk和另外两名普拉卡什参与者的实验结果1。对所有这些人来说,视觉整合的关键——将物体视为连贯的整体,而不是空间和线条的混杂——是运动。

他怀疑运动也是理解自闭症的关键概念。

五年前,辛哈对自闭症知之甚少,除了那句“只见树木不见森林”的谚语。深入研究科学文献后,他发现,自闭症患者不仅在视觉整合方面表现出异常——例如,他们在复杂场景中快速找到隐藏图片的能力——而且他们在处理动作方面也有缺陷2。他表示:“(与普拉卡什项目)的联系似乎显而易见。”

普拉卡什之路:

辛哈在印度首都新德里长大,在很大程度上,他没有受到印度农村极端贫困的影响。他留在了这座城市上大学,就读于著名的印度理工学院(Indian Institute of Technology)。1988年毕业时,他在计算机科学系排名第一。

第二年,他搬到美国开始他的研究生学习。他在加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)学习了一年如何建造超级计算机,然后转到麻省理工学院(MIT)学习人工智能。1998年1月,他成为威斯康星大学麦迪逊分校的心理学助理教授。他笑着说,仅仅过了6个月,麻省理工学院就把他招回了剑桥大学。他现在是剑桥大学的一名大脑和认知科学副教授。

直到2002年35岁的辛哈回到家乡,他才直面印度的失明问题。

坐在一家私人诊所的候诊室里,他注意到一对可怜的夫妇,他们的儿子得了白内障——一种可治愈的疾病,会导致晶状体混浊。后来,当辛哈问医生诊所是否会治疗这个孩子时,医生回答说他们不会做免费手术。这引起了我的思考。如果在这次短暂的印度之旅中,我只看到一个孩子,那么可能还有更多的孩子。”辛哈回忆道。

他很快发现,每100个印度人中就有一个是盲人。这些病例中有近60%是可以预防或治疗的,但只有不到20%得到了治疗。

在接下来的两年里,辛哈在父亲的陪同下,又几次前往全国各地的诊所,既评估了这个问题的严重程度,也确定了哪些眼科医生可能愿意合作开展慈善治疗。

一旦普拉卡什离开地面,辛哈温暖的天性使印度家庭之间很容易建立信任,指出尤里奥斯特洛夫斯基他已经陪同辛哈9次前往印度。

“当我们第一次见到这些(家庭)时,他们很害羞,非常恭敬,但几分钟后,他就会让村里的长辈邀请我们去喝茶,”奥斯特洛夫斯基说。

到目前为止,普拉卡什项目已经取得了两项重要的科学发现:一是视力可以恢复,即使是在数十年的视力丧失之后3.以及大脑依赖运动线索来学习如何解读世界的观点。

令辛哈非常高兴的是,这项研究无意中催生了其他几个研究方向。例如,他的团队正在设计能够从原始视频中识别物体的计算机系统4。普拉卡什还在回答“Molyneux问题”(Molyneux Problem)。这是一个有300年历史的哲学难题,它的问题是,一个通过触摸知道球体和立方体的盲人,如果被魔法治愈,能否通过视觉识别这些物体5。至少普拉卡什的参与者给出的答案是否定的。

普拉卡什也让辛哈患上了自闭症。

乒乓球和ping:

2003年,他首次对该疾病患者进行研究,重点是他们整合视觉场景的能力。关于自闭症的文献是模糊的,一些研究显示明显的缺陷,另一些则没有。

他的第一个实验对象是25岁的自闭症患者尼拉杰·巴鲁阿(Neeraj Barua),他的母亲梅里(Merry)是他的创始人自闭症的行动它是印度最大的自闭症学校和倡导组织。辛哈曾多次访问过这所学校,并就他的研究给学校的工作人员做了几次讲座。

“我一见到他,就觉得他棒极了。中心的每个人都喜欢他,”梅里·巴鲁回忆道。“当他说他对做研究感兴趣时,我说我愿意合作。”

辛哈测试了尼拉杰和该中心的其他人能否识别简单的电脑图像,比如甜椒或土豆。棘手的是,研究人员对每张图像的像素进行了略微打乱,使其变得模糊。为了正确识别图像,参与者将不得不把结构作为一个整体,而不是专注于任何单一的细节。与健康儿童不同的是,自闭症患者总是无法完成任务。

根据他对Prakash参与者的观察,Sinha怀疑运动可能也是导致自闭症视觉整合问题的原因。为了验证这一点,他使用了有史以来最受欢迎的街机游戏之一《Pong》。

《Pong》模拟了乒乓球,球从屏幕的一边弹跳到另一边。选手必须快速地放置一根短的垂直杆(球拍),将球返回到对方的一侧。

在新德里和剑桥,辛哈追踪了孩子们在玩乒乓游戏时的眼球运动。健康的参与者倾向于观察球在对方一侧的弹跳位置,然后立即观察到自己一侧的球弹跳位置。

相比之下,自闭症儿童则目不转睛地盯着球。他们跟着它直到它碰到他们的桨的垂直平面,然后突然移动桨接触球。换句话说,他们不能利用他们所知道的球如何弹跳来预测球拍的移动方向。

为了将这一研究扩展到视觉系统之外,Sinha还在测试自闭症儿童对声音模式的预测能力。在一个实验中,孩子们听一个稳定的节拍器,并被要求在每一声哔哔声的同时按下一个按钮。健康儿童可以在几声哔哔声内跟上节奏,但自闭症儿童总是落后一分钟。

辛哈说,一开始,他担心自闭症领域会对他提出的将从普拉卡什项目学到的动作课与自闭症联系起来的建议作出何种反应。

“我在展示这些数据时有些不安。我并没有花几十年的时间研究自闭症,所以我担心这些想法在研究人员看来可能过于简单。”“但一致的反应是非常积极的。”

有创意的王子:

到目前为止,普拉卡什诊所已经筛查了2万多名失明儿童,治疗了400多名失明儿童。他们还设法说服了印度最高法院,要求每个儿童在进入盲人学校之前都要接受眼科医生的检查。

“帕万是男人中的王子,”他说理查德·举行他曾与辛哈一起去过印度。“他非常慷慨,非常有教养。”赫尔德举例说,辛哈的儿子达利斯出生时,辛哈决定成为一个素食主义者。“他只是觉得生命是如此珍贵,如此宝贵,他不能破坏它,”赫尔德说。

辛哈以他的创造力和善良而闻名。他在办公室里放了一个素描架,团队成员的肖像挂满了他们的办公室和休息室。

辛哈的一项发明甚至把它变成了吉尼斯世界纪录。当辛哈和他的妻子帕梅拉·李普森-辛哈(Pamela Lipson-Sinha)一起读研究生时,他们利用纳米工程制作了一个5乘5毫米的钦差版圣经新约的复制品。2003年,它正式成为世界上最小的印刷书籍复制品。

早安美国《纽约时报》报道了这一事件后,许多人写信给辛哈,想看看他们能否买到这本书。他抓住了这个潜在的商机,为印度市场制作了一个新的版本:世界上最小的比较它是印度教最古老、最神圣的经文之一。

Gitas现在作为挂件以300美元的价格出售,收益将捐给普拉卡什计划。截至今年3月,已售出约4500套。辛哈希望筹集1500万美元,在新德里建立一个普拉卡什中心,提供医疗保健和基础教育,并继续进行科学实验。

“印度残疾的儿童状况如此糟糕,我们希望为他们做一些科学项目,”他说。“现在小胶质饼正在促进这一目标。”

引用:


  1. 奥斯特洛夫斯基Y。et al。Psychol。科学。Epub ahead of print (2009)PubMed

  2. Dakin S.和U. Frith神经元48497 - 507 (2005)PubMed

  3. 奥斯特洛夫斯基Y。et al。Psychol。科学。171009 - 1014 (2006)PubMed

  4. Balas B.和P. Sinhaj .粘度9-13 - 16.1 (2009)PubMed

  5. 举行r.et al。j .粘度8523 (2008)摘要