我们的感官功能能否“更上一层楼”
我们已经逐渐变得比较擅长往身体里直接插入机器了。你或许并未意识到这一点，但如今，有数十万人使用着人工听觉和视觉设备生活。
依靠人工耳蜗，外部麦克风将声音信号数字化，馈送到听觉神经。同样，人工视网膜把来自摄像头的信号数字化，通过插入眼睛后面视神经的电极网格来发送信号。这些设备为失明和失聪的人们找回了感官。
从前，人们并不清楚这种做法是否可行。这些技术最初推出的时候，许多研究人员都心存怀疑：大脑的接线是这么精密而明确，金属电极和生物细胞之间真能开展有意义的对话吗？大脑能够理解粗糙的非生物信号吗？还是会被这些信号搞糊涂？
事实证明，大脑学会了解读这些信号。对大脑来说，习惯这些人工植入体，有点像是学习一种新语言。起初，外来的电信号难以理解，但神经网络最终从输入的数据里提取出了模式。虽然输入信号很粗糙、原始，但大脑想出了理解它们的途径。它会寻找模式，跟其他感官进行交叉对比。如果输入的数据里存在结构体系，大脑便将它搜索出来，经过几个星期，这些信息也变得有意义起来。尽管植入体提供的信号跟我们天生的感官略有不同，大脑仍然琢磨出了该怎样处理自己所得的信息。
大脑的可塑性令新输入可以得到阐释。这将开辟出什么样的感官体验前景呢？
我们来到人世间，人人都配备着一套标准的基本感官：听觉、触觉、视觉、嗅觉和味觉，还有诸如平衡、振动和温度感等。我们的传感器是人从环境中拾取信号的门户。
然而，正如第1章中所说，这些感官只允许我们体验到周围世界中极小的一部分。所有人体不具备相应传感器的信息源，对我们来说都不可获得。
我把我们的感官门户想成是外围的即插即用设备。关键在于，大脑不知道数据从哪里来，它也不在乎。只要信息输入大脑，大脑就会想出办法去处理它。依照这种思路，我认为大脑就是一台通用运算设备：给它什么，它就按什么来运作。我的设想是：大自然母亲只需要一次性地创造出大脑运作原理，接着，就可自由自在地去设计新的输入通道了。
人工视觉与听觉
人工耳蜗避开了耳朵的生理问题，直接把音频信号发送到了未受损的听觉神经——这是大脑将电脉冲发送给听觉皮质进行解码的数据线。人工耳蜗拾取外部世界的声音，通过16个微小的电极，将声音传送给听觉神经。听觉体验不会立刻降临：人们必须学习阐释馈送给大脑的“外地方言”信号。一位植入了人工耳蜗的患者迈克尔·考罗斯特（MichaelChorost）这样介绍自己的体验：
“手术一个月之后，设备打开，我听到的第一句话像是‘嗞嗞嗞嗞嗞嘶嗞嗞，嘶嗞唔嗞嗞，唔呃布嗞嗞？’我的大脑逐渐学会了怎样阐释这些陌生的信号，没过多久，‘嗞嗞嗞嗞嗞嘶嗞嗞，嘶嗞唔嗞嗞，唔呃布嗞嗞？’就变成了‘你早餐吃了什么？’练习了几个月之后，我能再次使用电话了，甚至还能在嘈杂的酒吧和自助餐厅里跟人对话。”
人工视网膜也按类似的原理运作。人工视网膜植入体的微小电极避开了感光片层的正常功能问题，把极小的电活动直接发送出去。这些植入体主要用于光感受器退化，但视神经细胞仍然健康的眼疾。虽然植入体发送的信号并不完全是视觉系统惯常所用的信号，但下游过程能够学会提取视觉所需的信息。
最终的结果是，我们熟悉、热爱的所有这些传感器，都仅仅是外围的即插即用设备。把它们插上去，大脑就能开始工作了。按照这种思路，进化不需要不断地重新设计大脑，只需要设计好外围设备，大脑自然会想出办法利用它们。
放眼动物王国，你会发现动物大脑应用着各种各样的外围传感器。蛇有热传感器；玻璃飞刀鱼（学名青色埃氏电鳗）有电传感器，可阐释局部电场变化；奶牛和鸟类有磁场感受器，可根据地球磁场为自己定向。大多数动物可以看到紫外线，大象可以听到非常远处传来的声音，而狗则有着丰富的嗅觉体验。自然选择这一试炼场是终极的黑客空间，基因想出了种种办法把来自外部世界的数据导入内部世界。这样一来，进化构建出了能够体验不同现实片段的大脑。
我想要强调的是，我们习以为常的这些传感器，并没有什么根本的特别之处。经历了有着种种进化限制条件的复杂历史，我们配备上了这些传感器。可这并不是说，我们只能忍受它们的限制。
这一设想的原理，最主要的证据来自一个叫作“感官替代”的概念，它指的是，通过不寻常的感官通道来馈送感官信息，比如通过触觉来馈送视觉。大脑能计算出怎样处理信息，因为它并不太在乎数据是从什么样的途径输入的。
感官替代听起来科幻味十足，但其实早已得到了证实。1969年，《自然》杂志上刊发了第一篇对此进行证明示范的文章。在该报告中，神经学家保罗·巴赫里塔（PaulBach-y-Rita）揭示，失明的受试者可以学会“看”物体，哪怕视觉信息是通过不寻常的方式馈送给他们的。盲人坐在一把改装过的牙科治疗椅上，来自摄像头的视频信号转换成小活塞泵压的模式，压在他们的后腰上。换句话说，如果你在摄像头前放个圆环图形，那么，受试者会感觉背后传来了圆环图形。在镜头前呈现一张脸，参与者会通过背部感觉到这张脸。不可思议的是，盲人逐渐得以阐释这些物体，还体验到物体在靠近过程中变得越来越大。至少在一定意义上，他们能够通过自己的背部来“看”。
这是第一例感官替代，在这之后有更多。一些更现代的感官替代是，把视频馈送成一道声音流，或者施加于前额或舌头上一系列的小幅震动。
一种名叫“大脑端口”（BrainPort）的邮票大小的设备，就是通过舌头传递视觉信息的例子。该设备的运作原理是通过舌头上的一小块网格向舌头传送小幅电击。盲人受试者戴上附有小型摄像头的墨镜。摄像头的像素转换成电脉冲传导到舌头上，感觉起来有点麻酥酥的，类似碳酸饮料刺激舌头的那种感觉。盲人可以熟练掌握“大脑端口”的用法，在障碍道路上穿行，甚至把球扔进篮筐。盲人运动员埃里克·魏恩迈尔（ErikWeihenmayer）使用“大脑端口”攀岩，他根据舌头上的电脉冲信号，判断峭壁和裂缝的位置。
图中为4种通过不同寻常的感官通道向大脑传递视觉信息的方法：通过后背、耳朵、额头和舌头传送。
如果用舌头“看”听起来有点疯狂，那么你只要记住，“看”无非是电信号流入了你黑洞洞的头骨里。这通常是通过视神经实现的，但要说信息不能靠其他神经来承载，显然没道理。感官替代表明，大脑可以利用任何形式的输入数据，并想出办法来理解它。
我的实验室在进行一个建立平台促成感官替代的项目。具体来说就是，我们设计了一种可穿戴技术，名叫“可变超感官传感器”（VariableExtra-Sensory Transducer，简称“VEST”，也叫“背心”）。“背心”可以穿在衣服里面而不被察觉，其上覆盖有微小的振动电机。这些电机把数据转换成动态振动模式，传送给整个躯干。我们用“背心”带给失聪人士听力。
使用“背心”5天左右，天生失聪的人就能正确识别出口语词汇了。虽然实验仍处于初期阶段，我们预计，等穿上几个月“背心”，用户便会产生直接的感知体验——基本上等同于“听”。
人通过躯干上变化的振动模式变得逐渐能“听”，这似乎有点奇怪。但正如牙科椅或舌端网格的例子，关键在于，只要能得到信息，大脑并不关心信息是怎么得到的。
