在大腦視覺皮層植入電極,為盲人“復(fù)明”帶來新的希望

劉爽 5年前 (2020-12-07)

使用微電刺激視覺皮層有望創(chuàng)造人工視覺。

12月4日的《科學(xué)》雜志上,荷蘭神經(jīng)科學(xué)研究所(NIN)發(fā)布了一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)——通過在大腦視覺皮層中植入新開發(fā)的高分辨率電極,可以使受試猴子大腦中出現(xiàn)人工植入的視覺形狀和感知。

在大腦視覺皮層植入點(diǎn)擊,為盲人“復(fù)明”帶來新的希望

圖 | 來源:Science

通過電極植入物刺激大腦產(chǎn)生人工視覺感知的理念最早可以追溯到20世紀(jì)70年代初。但現(xiàn)有系統(tǒng)一次只能生產(chǎn)少量像素,難以滿足形成視覺感知的要求。

今年10月15日,三位失明多年的視網(wǎng)膜色素變性患者在湘雅醫(yī)院通過接受“IMIE智能視覺植入器”手術(shù)后兩個(gè)月重獲光明。

湘雅醫(yī)院首創(chuàng)的“256通道柔性電極視網(wǎng)膜上植入式電刺激器”技術(shù),通過電刺激脈沖誘導(dǎo)視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域的可用視覺神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生電生理反應(yīng),經(jīng)視神經(jīng)傳導(dǎo)至大腦視覺皮層,使患者重獲視覺感知。

雖然該項(xiàng)技術(shù)只能治愈視網(wǎng)膜仍保留部分神經(jīng)細(xì)胞的患者,具有一定的局限性,但仍然為廣大盲人患者提供了復(fù)明的可能。

荷蘭神經(jīng)科學(xué)研究所Pieter Roelfsema領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,則為完全失明的盲人患者帶來了希望。

Pieter Roelfsema和他的同事們開發(fā)了一個(gè)高分辨率的神經(jīng)假體,包含1024個(gè)以類似矩陣模式排列的皮質(zhì)內(nèi)電極。植入物直接與大腦連接,繞過了之前通過眼睛的視覺處理,可為視網(wǎng)膜、眼睛或視神經(jīng)受損或退化但大腦視覺皮質(zhì)完好的盲人提供視力恢復(fù)。

測(cè)試結(jié)果表明,受試者可以利用人工植入的視覺成功識(shí)別出形狀和感知,包括移動(dòng)的點(diǎn)、線條和字母。這項(xiàng)新技術(shù)為使用微電刺激視覺皮層創(chuàng)造人工視覺,提供了概念上的證明。同時(shí)也為下一代視皮層視覺假體(CVPs)設(shè)定了一個(gè)新的基準(zhǔn)——1000個(gè)電極足以產(chǎn)生字母、方向和運(yùn)動(dòng)感知。

在大腦視覺皮層植入點(diǎn)擊,為盲人“復(fù)明”帶來新的希望

圖 | 來源:Science

盡管在“仿生眼”成為現(xiàn)實(shí)之前,仍有幾個(gè)技術(shù)障礙有待克服。但隨著科技的飛速發(fā)展,讓盲人患者重獲光明正一步步成為現(xiàn)實(shí)。

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