在大腦視覺皮層植入電極,為盲人“復明”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造人工視覺。

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

在大腦視覺皮層植入點擊,為盲人“復明”帶來新的希望

圖 | 來源:Science

通過電極植入物刺激大腦產生人工視覺感知的理念最早可以追溯到20世紀70年代初。但現有系統一次只能生產少量像素,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膜色素變性患者在湘雅醫院通過接受“IMIE智能視覺植入器”手術后兩個月重獲光明。

湘雅醫院首創的“256通道柔性電極視網膜上植入式電刺激器”技術,通過電刺激脈沖誘導視網膜黃斑區域的可用視覺神經細胞產生電生理反應,經視神經傳導至大腦視覺皮層,使患者重獲視覺感知。

雖然該項技術只能治愈視網膜仍保留部分神經細胞的患者,具有一定的局限性,但仍然為廣大盲人患者提供了復明的可能。

荷蘭神經科學研究所Pieter Roelfsema領導的研究小組,則為完全失明的盲人患者帶來了希望。

Pieter Roelfsema和他的同事們開發了一個高分辨率的神經假體,包含1024個以類似矩陣模式排列的皮質內電極。植入物直接與大腦連接,繞過了之前通過眼睛的視覺處理,可為視網膜、眼睛或視神經受損或退化但大腦視覺皮質完好的盲人提供視力恢復。

測試結果表明,受試者可以利用人工植入的視覺成功識別出形狀和感知,包括移動的點、線條和字母。這項新技術為使用微電刺激視覺皮層創造人工視覺,提供了概念上的證明。同時也為下一代視皮層視覺假體(CVPs)設定了一個新的基準——1000個電極足以產生字母、方向和運動感知。

在大腦視覺皮層植入點擊,為盲人“復明”帶來新的希望

圖 | 來源:Science

盡管在“仿生眼”成為現實之前,仍有幾個技術障礙有待克服。但隨著科技的飛速發展,讓盲人患者重獲光明正一步步成為現實。

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