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“人工視覺腦”植入助盲人重現(xiàn)視覺

科普中國(guó)-科普話強(qiáng)國(guó)
欄目聚焦我國(guó)前沿科技領(lǐng)域取得的重大進(jìn)展和標(biāo)志性成果。
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據(jù)最新一期《臨床研究》期刊發(fā)表的研究摘要,美國(guó)和西班牙研究人員使用硬連線的假體成功地為一位失明16年的盲人女性創(chuàng)造了一種“人工視覺腦”,使其能夠看到字母、辨別物體的邊緣,甚至可以在實(shí)驗(yàn)中玩簡(jiǎn)單的電子游戲。

研究表明,測(cè)試對(duì)象被植入了6個(gè)月的植入物,她的大腦活動(dòng)沒有受到干擾,也沒有引發(fā)其他并發(fā)癥。該研究進(jìn)一步推動(dòng)了科學(xué)家的一個(gè)長(zhǎng)期夢(mèng)想,即通過將信息直接發(fā)送到大腦的視覺皮層,讓盲人獲得基本視覺。

主要研究人員之一、西班牙米格爾·埃爾南德斯大學(xué)的愛德華·多費(fèi)爾南德斯說:“這些結(jié)果令人興奮,其證明了安全性和有效性,展示了這一類型設(shè)備在為失去視力的人恢復(fù)功能性視覺方面的潛力?!?/p>

在實(shí)驗(yàn)中,一位神經(jīng)外科醫(yī)生將微電極陣列植入到失明患者戈麥斯的視覺皮層中,然后將植入物與安裝在一副眼鏡中央的攝像機(jī)配對(duì)。經(jīng)過一段時(shí)間的訓(xùn)練,戈麥斯能夠破譯從相機(jī)直接輸入她大腦的視覺信息。

該培訓(xùn)還包括視頻游戲,用以幫助戈麥斯學(xué)習(xí)去解釋電極信號(hào)。在游戲中,屏幕上突然顯示了左手或右手拿著槍的圖像。玩家必須正確選擇哪只手拿著武器。利用來自微電極陣列的輸入信號(hào),戈麥斯學(xué)會(huì)了如何在該任務(wù)中取得成功。由于戈麥斯的參與,包括她向科學(xué)家提供臨床精確反饋的能力,她被任命為該研究的合著者。

微電極陣列是通過“微型顱骨切開術(shù)”植入的,研究人員表示,這個(gè)過程“很簡(jiǎn)單,并且遵循標(biāo)準(zhǔn)的神經(jīng)外科手術(shù)”。它涉及在頭骨上開一個(gè)1.5厘米的洞。

該陣列只有4毫米見方,但它可容納96個(gè)電極。之前的研究發(fā)現(xiàn),大約700個(gè)電極就可為盲人提供足夠的視覺信息,在一定程度上可提高他們的活動(dòng)能力。

美國(guó)猶他大學(xué)莫蘭眼科中心研究員理查德諾曼說:“這項(xiàng)研究的一個(gè)目標(biāo)是讓盲人有更多的活動(dòng)能力。這可以讓他們輕松識(shí)別人、門口或汽車,提高獨(dú)立性和安全性,這就是我們正在努力的方向?!?/p>

總編輯圈點(diǎn)

神奇的是,這種“人工視覺腦”效果其實(shí)是有限的,譬如說它并不能讓戈麥斯識(shí)別字母表中的所有字母,但她卻可以借此準(zhǔn)確區(qū)分一些常用字母。這種方法有朝一日或可恢復(fù)全世界大約1.48億人的視力,這些人由于青光眼或視神經(jīng)萎縮等疾病,“切斷”了眼和腦之間的聯(lián)系,現(xiàn)在,“完全繞過眼睛”的方法有望重現(xiàn)他們的視覺。