Ta on harjunud olema üksik hunt. Ta kasvas üles New Yorgis Bronxi linnajaos ning oli keskkooli astudes salapärase haiguse tõttu, mis ta kasvamise kaheksaks aastaks seiskas, kõigest 1 meeter 47 sentimeetrit pikk. Kaks korda määrati talle täpsustamata leukeemia diagnoos. Suuremat kasvu õpilased andsid talle sageli peksa ning nende aastate jooksul arenes tal välja erakordselt kõrge valulävi. Kui ta oli 12-aastane, siis lõhkes tal pimesool ning müstiline haigus sai lõpuks õigesti diagnoositud – selleks haiguseks osutus haruldane krooniline pimesoolepõletik. Ta kasvas veel 20 sentimeetrit ja võitis oma esimese kakluse.
Tal on kaks kodu, üks Mehhikos ja teine Wisconsinis Madisoni maakonnas, ning viimasesse me autoga teel olemegi. Ta ei uhkelda vähimalgi määral ning pärast palju tunde kestnud jutuajamist kõlab ta huulilt esimene ja ainus märkus, mida võib hea tahtmise korral enesekiituseks pidada.
„Ma suudan kõike kõigega ühendada.” Ta naeratab.
„Me näeme oma ajuga, mitte oma silmadega,” lausub ta.
See väide on vastuolus tavaarusaamaga, mille järgi me näeme oma silmadega, kuuleme oma kõrvadega, maitseme oma keelega, nuusutame oma ninaga ja tunneme oma nahaga. Kes söandaks selliseid fakte kahtluse alla seada? Kuid Bach-y-Rita arvates tunnetavad meie silmad üksnes valgusenergia muutusi; meie aju on see, mis tajub ja seega ka näeb.
See, kuidas aisting ajju siseneb, ei ole Bach-y-Rita jaoks oluline. „Kui pime mees kasutab keppi, viibutab ta seda edasi-tagasi ning üksainus punkt – kepi ots – edastab talle käe peal olevate naharetseptorite kaudu informatsiooni. Ometi võimaldab selline viibutamine tal kindlaks teha, kus on uksepiit või tool ning teha vahet toolil ja enda jalal, sest jala vastu lüües teeb kepp pisut haiget. Seejärel kasutab ta seda informatsiooni selleks, et minna tooli juurde ja maha istuda. Kuigi ta saab oma informatsiooni käenaha sensorite kaudu, mis moodustavad kepi ja tema vahelise ühenduse ehk „liidese”, ei taju ta subjektiivselt mitte kepi survet oma käele, vaid ruumi paigutust: toole, seinu, jalgu, kolmemõõtmelist ruumi. Tegelik retseptor käe peal muutub lihtsalt releeks, mille kaudu informatsiooni edastatakse, ehk andmepordiks. Retseptor kaotab selle protsessi käigus tavapärase identiteedi.”
Bach-y-Rita tegi kindlaks, et nahk ja puuteretseptorid võivad võrkkesta asendada, sest nii nahk kui ka võrkkest on kahemõõtmelised lehed, mida katavad sensoorsed retseptorid, mis võimaldavad moodustada enda peal „pilte”.
Üks asi on avastada uus andmeport ehk viis, kuidas aistinguid ajju viia. Hoopis teine teema on aga see, kuidas aju nahalt saabuvaid aistinguid dekodeerib ja need piltideks muudab. Selleks peab aju õppima midagi uut ning puuteinfo töötlemisele pühendunud ajuosa peab uute signaalidega kohanema. Kõnealune kohanemisvõime viitab sellele, et aju on plastiline ehk suuteline oma sensoorset-tajulist süsteemi ümber korraldama.
Kui aju suudab ennast ümber korraldada, siis ei anna lihtne lokalisatsionism ajust õiget ettekujutust. Algul oli isegi Bach-y-Rita lokalisatsionist ning vaimustus sellele teooriale tuginedes tehtud geniaalsetest avastustest. Lokalisatsionism kui idee pakuti esimest korda tõsiselt välja 1861. aastal, mil kirurg Paul Broca tegeles insulti põdenud patsiendiga, kes oli kaotanud kõnevõime ja suutis öelda ainult ühte sõna. Ükskõik, mida sellelt vaeselt mehelt küsiti, ta vastas ikka: „Tan, tan.” Pärast mehe surma avastas Broca tema aju lahates vasakust otsmikusagarast koekahjustuse. Skeptikud kahtlesid selles, et kõne on seotud üheainsa ajuosaga, kuni Broca näitas neile kahjustatud kudet ning leidis teisigi kõnevõime kaotanud patsiente, kellel oli samas paigas ajukahjustus. Seda kohta hakati nimetama „Broca piirkonnaks” ning arvati, et see piirkond koordineerib huule- ja keelelihaste liigutusi. Mõne aja pärast leidis üks teine arst, Carl Wernicke, et ühe teise tagapool asuva ajupiirkonna vigastus kutsub esile teistsuguse probleemi: võimetuse sõnadest aru saada. Wernicke pakkus välja, et kahjustatud piirkond on seotud sõnade mõttelise tähenduse mõistmisega. Seda hakati nimetama „Wernicke piirkonnaks”. Järgmise saja aasta jooksul muutus lokalisatsionism konkreetsemaks, sest uute uuringute käigus õnnestus ajukaarti täpsustada.
Kahjuks hakati lokalisatsionismi ideega peagi liialdama. Varsti ei olnud see enam intrigeerivate korrelatsioonide kogum (s.o hulk tähelepanekuid, et teatud kindlate ajupiirkondade vigastus viib kindlate vaimsete funktsioonide kadumiseni), vaid üldine teooria, mis kuulutas, et igal ajufunktsioonil on ainult üks jäigalt sisse ehitatud asukoht. Sellest sai idee, mille võis kokku võtta fraasiga „üks funktsioon, üks asukoht” – see tähendab käsitlust, et kui üks osa saab vigastada, ei ole ajul võimalik ennast ümber korraldada ega kaotatud funktsiooni taastada.
Plastilisuse uurimises algasid sünged ajad ning põhimõtte „üks funktsioon, üks asukoht” kõiki erandeid lihtsalt ignoreeriti. Aastal 1868 uuris Jules Cotard lapsi, kellel oli olnud varases eas raske ajuhaigus, mis oli nende vasaku ajupoolkera (sealhulgas Broca piirkonna) hävitanud. Ometi suutsid need lapsed normaalselt rääkida. See tähendas, et isegi kui kõnet töödeldakse peamiselt vasakus ajupoolkeras, nagu Broca väitis, võib aju olla piisavalt plastiline, et ennast vajadusel ümber korraldada. Aastal 1876 eemaldas Otto Soltmann vastsündinud koerakutsikate ja küülikupoegade ajult motoorse koore – ajuosa, mis arvati hoolitsevat liigutuste eest –, kuid avastas, et loomad suutsid endiselt liikuda. Need leiud jäid aga lokalisatsionistliku vaimustusepuhangu varju.
Bach-y-Rita hakkas lokalisatsionismis kahtlema 1960ndate alguses Saksamaal elades. Ta oli ühinenud meeskonnaga, kes uuris nägemise mehhanisme, mõõtes kassi ajust visuaalse töötlusega tegelevast piirkonnast elektroodidega elektrilaenguid. Meeskond eeldas, et kui näidata kassile pilti, püüab visuaalse töötluse piirkonda paigutatud elektrood kinni elektrilise impulsi, mis annab tunnistust pildi töötlemisest. Nii juhtuski. Kui nad aga kogemata katse ajal kassi käppa silitasid, toimus nägemispiirkonnas samuti laenglemine, mis näitas, et see piirkond töötleb ka puuteinfot. Lisaks avastasid nad, et visuaalpiirkond aktiveerub ka siis, kui kass helisid kuuleb.
Bach-y-Rita leidis, et lokalisatsionistlik idee „üks funktsioon, üks asukoht” ei saa olla tõene. Kassi aju „visuaal-ala” töötles veel vähemalt kahte funktsiooni – puutetundlikkust ja heli. Teadlased hakkasid taipama, et suur osa ajust on „polüsensoorne”, mis tähendab, et aju sensoorsed piirkonnad on suutelised töötlema rohkem kui ühe meele signaale.
See on võimalik tänu sellele, et kõik meie meeleretseptorid tõlgivad kõik ümbritsevast maailmast kinni püütavad energialiigid olenemata nende allikast elektrilisteks mustriteks ja saadavad need närve mööda edasi. Need elektrilised mustrid on ajus „kõneldav” universaalne keel – närvirakkudes ei liigu mingeid visuaalseid pilte, helisid, lõhnu ega tundeid. Bach-y-Rita taipas, et neid elektrilisi impulsse töötlevad piirkonnad on palju homogeensemad kui närviteadlased ette kujutavad. Tema veendumust tugevdas närviteadlase Vernon Mountcastle’i avastus, et nii visuaal-, auditiiv- kui ka sensoorsel ajukoorel on sarnane kuuekihiline töötlev struktuur. Bach-y-Rita tegi järelduse, et ajukoore iga piirkond on suuteline töötlema kõiki elektrilisi signaale, mida talle edastatakse, ning et meie ajumoodulid ei ole tegelikult üldsegi nii kitsalt spetsialiseerunud.
Järneval paaril aastal hakkas Bach-y-Rita tutvuma lokalisatsionismi kõikvõimalike eranditega. Tänu oma heale keelteoskusele sai ta süveneda vanemasse, teistes keeltes ilmunud teaduskirjandusse ning taasavastas mitmed olulised, enne jäiga lokalisatsionismi juurdumist tehtud teadustööd. Ta avastas Marie-Jean-Pierre Flourens’i tööd, kes leidis 1820ndatel, et aju on suuteline ennast ümber korraldama. Samuti luges ta prantsuse keeles Broca sageli tsiteeritud, kuid enamalt jaolt tõlkimata töid ning leidis, et isegi Broca ei olnud, erinevalt oma jüngritest, plastilisust välistanud.
Puutenägemise seadmega saavutatud edu innustas Bach-y-Ritat oma ajukäsitlust veelgi põhjalikumalt revideerima. Lõppude lõpuks ei seisnud ime taga mitte tema masin, vaid elav, muutuv ja uut tüüpi kunstlike signaalidega kohanev aju. Ta oletas, et ümberkorralduste käigus suunati puutemeele organitest pärinevad signaalid (mida algselt töödeldi aju tipmises piirkonnas sensoorses koores)