平面顯微鏡讓失明者恢復視覺?萊斯大學推出可控制視覺系統

巫盼 8年前 (2017-07-17)

萊斯大學研究人員研制一款平面顯微鏡(Flat Microscope),可以監測和控制視覺傳輸。

據悉,作為美國國防部高級研究計劃署(DARPA)項目的一部分,萊斯大學研究團隊正在開發一種平面顯微鏡(Flat Microscope),以實現對人腦視覺的控制。

研究團隊表示,他們將實現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,通過光學接口以監視和觸發被激活的神經元,從而實現對感官輸入的監視和控制。

平面顯微鏡讓失明者恢復視覺?萊斯大學推出可控制視覺系統

據團隊介紹,其中,有幾大需要注意的點。首先,他們將開發用于監測和傳遞神經元信號的探針。

目前,治療帕金森或癲癇等疾病會用到該探針,不過現有最先進的系統也只有16個電極,而該視覺系統卻需要大量的電極數,目前來看,這是急需解決的問題,該團隊表明他們正在嘗試采用全光學法,這樣顯微鏡就可以顯示一百萬個神經元。

此處,值得注意的是,采用光學法就要求神經元可見,故而神經學家Pieribone收集大量生物發光方面的相關知識和案例,如螢火蟲和發光的水母,旨在研究如何利用觸發釋放光子的蛋白質來標記神經元。

其次,團隊表示,他們將開發一個薄的界面,用于監測和刺激大腦最外層皮質中數十萬甚至數百萬的神經元。對此,工程師Robinson解釋說:“靈感來自于半導體的制造,我們現在能夠實現在很小的主板上集成數十億的芯片,為什么不能將該技術用于神經接口呢?”

但是鏡頭需要放入顱骨和皮層內,為了不讓其對大腦施加額外的壓力,開發團隊必須使其足夠小、平而薄。

除了硬件,該團隊還在不斷修改相機的算法,來處理大腦界面的數據。

關于該顯微鏡的性能,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,還能夠看到神經組織內一定深度的地方。對此,他預測將會看到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,該項目將具有重大意義。

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