平面顯微鏡讓失明者恢復(fù)視覺(jué)?萊斯大學(xué)推出可控制視覺(jué)系統(tǒng)

巫盼 8年前 (2017-07-17)

萊斯大學(xué)研究人員研制一款平面顯微鏡(Flat Microscope),可以監(jiān)測(cè)和控制視覺(jué)傳輸。

據(jù)悉,作為美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署(DARPA)項(xiàng)目的一部分,萊斯大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)一種平面顯微鏡(Flat Microscope),以實(shí)現(xiàn)對(duì)人腦視覺(jué)的控制。

研究團(tuán)隊(duì)表示,他們將實(shí)現(xiàn)信息直接傳輸至大腦的想法。他們將平面顯微鏡(Flat Microscope)放置在大腦里,通過(guò)光學(xué)接口以監(jiān)視和觸發(fā)被激活的神經(jīng)元,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)感官輸入的監(jiān)視和控制。

平面顯微鏡讓失明者恢復(fù)視覺(jué)?萊斯大學(xué)推出可控制視覺(jué)系統(tǒng)

據(jù)團(tuán)隊(duì)介紹,其中,有幾大需要注意的點(diǎn)。首先,他們將開(kāi)發(fā)用于監(jiān)測(cè)和傳遞神經(jīng)元信號(hào)的探針。

目前,治療帕金森或癲癇等疾病會(huì)用到該探針,不過(guò)現(xiàn)有最先進(jìn)的系統(tǒng)也只有16個(gè)電極,而該視覺(jué)系統(tǒng)卻需要大量的電極數(shù),目前來(lái)看,這是急需解決的問(wèn)題,該團(tuán)隊(duì)表明他們正在嘗試采用全光學(xué)法,這樣顯微鏡就可以顯示一百萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元。

此處,值得注意的是,采用光學(xué)法就要求神經(jīng)元可見(jiàn),故而神經(jīng)學(xué)家Pieribone收集大量生物發(fā)光方面的相關(guān)知識(shí)和案例,如螢火蟲和發(fā)光的水母,旨在研究如何利用觸發(fā)釋放光子的蛋白質(zhì)來(lái)標(biāo)記神經(jīng)元。

其次,團(tuán)隊(duì)表示,他們將開(kāi)發(fā)一個(gè)薄的界面,用于監(jiān)測(cè)和刺激大腦最外層皮質(zhì)中數(shù)十萬(wàn)甚至數(shù)百萬(wàn)的神經(jīng)元。對(duì)此,工程師Robinson解釋說(shuō):“靈感來(lái)自于半導(dǎo)體的制造,我們現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)在很小的主板上集成數(shù)十億的芯片,為什么不能將該技術(shù)用于神經(jīng)接口呢?”

但是鏡頭需要放入顱骨和皮層內(nèi),為了不讓其對(duì)大腦施加額外的壓力,開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)必須使其足夠小、平而薄。

除了硬件,該團(tuán)隊(duì)還在不斷修改相機(jī)的算法,來(lái)處理大腦界面的數(shù)據(jù)。

關(guān)于該顯微鏡的性能,工程師Veeraraghavan表示,正在建造的顯微鏡可以捕捉到三維圖像,所以不僅可以看到表面,還能夠看到神經(jīng)組織內(nèi)一定深度的地方。對(duì)此,他預(yù)測(cè)將會(huì)看到500微米深的組織。

由此,我們可以看出,雖然這一研究需要重大突破,但卻也不是不可行,一旦成功,該項(xiàng)目將具有重大意義。

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