新技術讓恢復盲人的部分視力成為可能

2021-01-13 科技報告與資訊

通過大腦植入物恢復盲人的視力即將成為現實。荷蘭神經科學研究所(NIN)最近的研究顯示,新開發的視覺皮層高解析度植入物使其有可能識別人工誘導的形狀和感知。這一發現發表在12月3日的《Science》雜誌上。

通過植入物刺激大腦產生人工視覺感知的想法並不新鮮,可以追溯到上世紀70年代。然而,現有的系統每次只能生成少量的人工 "像素"。在NIN,由Pieter Roelfsema領導的研究團隊使用新的植入物植入技術、尖端材料工程、微晶片製造和微電子技術,開發出比以前的植入物更加穩定和耐用的設備。

當電刺激通過植入電極傳遞到大腦時,就會在視覺空間的特定位置產生光點的感知,即所謂的 "磷光(phosph)"。該團隊開發了由1024個電極組成的高解析度植入物,並將其植入兩隻視力正常的猴子的視覺皮層中。他們的目標是通過多個電極同時提供電刺激,產生一個由多個磷光組成的感知,從而創造出可解釋性的圖像。"我們在視覺皮層中植入的電極數量,以及生成高解析度人工圖像的人工像素數量,都是前所未有的。"Roelfsema說。

猴子首先必須執行一項簡單的行為任務,在這項任務中,它們進行眼球運動,報告在通過單個電極進行電刺激期間引起的磷光的位置。還對它們進行了更複雜的任務測試,如運動方向任務,在該任務中,微刺激被傳遞到一系列電極上,以及字母識別任務,在該任務中,微刺激被同時傳遞到8-15個電極上,創造出一個字母形式的感知。猴子成功地利用他們的人工視覺識別了形狀和感知,包括線條、移動的點和字母。

"我們的植入物直接與大腦對接,繞過之前通過眼睛或視神經進行視覺處理的階段。因此,在未來,這種技術可以用於恢復視網膜、眼睛或視神經損傷或退化,但視覺皮層仍然完好的盲人的部分視力。"Roelfsema團隊的博士後研究員Xing Chen解釋說。

論文標題為《Shape perception via a high-channel-count neuroprosthesis in monkey visual cortex》。

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