「那裡（Allí）」，伯納德塔 · 戈麥斯（Bernardeta Gómez）用母語西班牙語說道，一邊指著一臂距離之外白色紙板上的黑線。
對於一個 57 歲的女人來說，這本是舉手之勞，但戈麥斯是個盲人。而且她已經失明十多年了。在戈麥斯 42 歲的時候，中毒性視神經病變破壞了連接她的眼睛和大腦的神經束，導致她完全失明，甚至無法感受到光。
但是在經歷了 16 年的黑暗之後，戈麥斯獲得了六個月的時間，在這期間她可以看到一個低解析度的世界，儘管只是發光的黃白色圓點和形狀。這要歸功於一副經過改造的眼鏡，這副眼鏡被塗黑並配備了微型相機。該設備連接的計算機可處理實時視頻輸入，並將其轉換為電子信號。天花板上懸掛下來的電纜將系統連接到戈麥斯顱骨後部植入的埠，最終將信號傳導到與埠相連的植入在大腦後部視覺皮層中的 100 根電極。
圖 | 戈麥斯戴著裝配有相機的眼鏡。不過，大腦植入裝置已經從她的腦中取出，因為它目前還是一種臨時裝置。（來源：Russ Juskalian）
藉助這一系統，戈麥斯能看到天花板上的燈、字母、印刷在紙上的基本形狀，還有人。她甚至玩了一個類似《吃豆人》的遊戲，這個簡單的遊戲也是直接輸送到她的大腦的。實驗期間，戈麥斯的丈夫每周有四天會把她帶到實驗室，她已經迷上了這個系統。
這個實驗室位於西班牙埃爾切市的米格爾 · 埃爾南德斯大學（the University of Miguel Hernandez）。戈麥斯首次重見光明是在 2018 年底，這是該校神經工程系主任愛德華多 · 費爾南德斯（Eduardo Fernandez）數十年研究的成果。
他的最終目標是讓全世界的 3600 萬盲人重見光明。費爾南德斯的方法十分令人振奮，因為它繞過了眼睛和視神經。
早期研究試圖通過人造眼睛或視網膜來恢復盲人的視力。這些方法有一定效果，但是像戈麥斯這樣的絕大多數盲人，都是連接視網膜和大腦後部的神經系統受到了損害。因此假眼不能使他們重見光明。這就是為什麼製造出世界首個仿生眼的 Second Sight 公司放棄了 20 年的努力，在 2015 年將工作重心從視網膜轉移到了大腦皮層。2011 年，該公司獲批在歐洲（以及 2013 年在美國）出售一種針對視網膜色素變性疾病的人造視網膜。（Second Sight 公司稱，超過 350 人在使用他們的 Argus II 視網膜假體。）
費爾南德斯表示，植入技術的發展和對人類視覺系統的更精細的認知，使他獲得了直接對大腦進行操作的信息。他說：「神經系統中的信息和電子設備中存儲的信息沒什麼不同。」
通過直接向大腦傳輸信號讓失明患者重見光明，這聽起來確實大膽，但數十年來，主流醫學所使用的植入人體的電子裝置一直都在利用這個基本原理。費爾南德斯舉例說，「已經有許多電子設備與人體交互，起搏器就是其中之一。在感官系統中，我們有人工耳蝸。」
圖 | 愛德華多 · 費爾南德斯（來源：Russ Juskalian）
上面提到的後一種設備是費爾南德斯為戈麥斯製造的聽覺假體：它由外部麥克風和處理系統組成，處理系統可將數位訊號傳輸到內耳中的植入體。植入體的電極把電流傳輸給附近的神經，大腦就能將信號轉換成聲音了。人工耳蝸於 1961 年首次被植入聽覺障礙患者體內，目前協助全球超過 500 萬人順利進行日常生活中的對話。
「戈麥斯是我們的首位病人，在接下來的幾年中，我們將在另外五個盲人中植入電極，」費爾南德斯說道。「我們已經進行了類似的動物實驗，但是貓和猴子無法表達它們看到了什麼。」
戈麥斯可以。
參加實驗需要極大的勇氣。植入電極需要給這個其他方面健康的盲人做開顱手術，而這一手術一直是具有風險的。而且半年後，電極還要再取出來，因為這種假體尚未被批准長期使用。
痙攣和光幻視
未見其人，先聞其聲。戈麥斯的聲音聽起來比她的實際年齡小十歲。她說出來的話是經過斟酌的，她的節奏完全流暢，語氣溫暖，自信且穩定。
戈麥斯非常熟悉實驗室的布局，因此她在小走廊及其相連的房間中行走時，幾乎不需要幫助。
戈麥斯來實驗室是為了進行腦部核磁共振影像（MRI）檢查，以觀察假體取出半年後的情況（她看起來狀態良好）。在我參觀期間，可能參加實驗的第二位患者也在城裡並來到了實驗室，戈麥斯來實驗室的第二個目的就是與這位患者見面。
在會面中，當費爾南德斯解釋硬體設備如何與頭部連接時，戈麥斯打斷了討論，她的身體向前傾，並將那位患者的手放在她腦後——也就是以前連接金屬的地方。那裡目前已經癒合好了，幾乎沒有留下曾經存在創口的證據。她說，植入手術非常順利，以至於第二天她就去實驗室連接了電源，開始實驗。從那以後，她沒有發生任何異常或感受到任何痛苦。
圖 | 伯納德塔 · 戈麥斯（Bernardeta Gómez）大腦的電信號。每個方框代表一個電極，方框內的波浪線表示神經元釋放的電信號。（來源：Russ Juskalian）
戈麥斯是幸運的。在她接受植入手術之前，類似的實驗在過去經歷了曲折的過程。早在 1929 年，一位名為奧特弗裡德 · 弗裡斯特（Otfrid Foerster）的德國神經科醫生在一次手術期間發現，在患者視覺皮質中插入一根電極，患者會看到一個白點。他將這種現象命名為光幻視。此後，科學家便開始設想 「相機 - 計算機 - 大腦視覺假體」 的可能性。部分研究人員甚至開發出了初步的系統。
21 世紀初，這個假設成為了現實，一位名為威廉 · 多貝利（William Dobelle）的生物醫學研究人員，在一名自願接受試驗的患者頭部安裝了視覺假體。
令人遺憾的是，作家史蒂文 · 科特勒（Steven Kotler）至今回想起來 2002 年的那一幕，仍然忍不住感到害怕。他看到在多貝利調大電流後，患者倒在了地上，不住地抽搐。原因是電流過高對大腦的刺激過強，結果超出了大腦的承受範圍。多貝利的這位患者也發生了感染。但多貝利聲稱他這個笨重的系統已接近可以日常使用的水平，並發布了一段視頻，內容為一名失明患者慢慢地、不平穩地在一個封閉的停車場內駕駛。多貝利 2004 年過世的時候，他的視覺假體也破滅了。
與多貝利聲稱能使盲人完全重見光明相比，費爾南德斯要保守得多，他一直說的都是，「我們希望開發出可以供人使用的視覺系統，但目前我們只是在進行早期試驗。」
但戈麥斯的確曾重見光明。
「釘床」
戈麥斯能恢復視力背後的原理說起來相當簡單，就是將相機產生的視頻信號傳輸給大腦，但細節要複雜得多。
費爾南德斯及其團隊首先需要解決相機這一部分。
人類視網膜會產生什麼樣的信號？為了回答這個問題，費爾南德斯從最近去世的人眼中取出視網膜。這得益於他的實驗室與當地醫院的密切關係，器官捐贈者去世時，醫院有時會半夜打電話通知實驗室。
研究人員將取出的視網膜與電極相連，把視網膜暴露在光線下，從而測量電極收到的信號。他的團隊還利用機器學習的方法，將視網膜輸出的電信號與簡單的視覺輸入匹配，這有助於編寫軟體來自動模擬這一過程。
實驗的下一步，是記錄下電信號並將它傳輸給大腦。在費爾南德斯為戈麥斯研製的視覺假體中，一根電纜與一種常見的神經植入體相連，這種神經植入體被稱為猶他電極陣列，略小於 7 號電池凸起的正極。電極上有 100 個長約 1 毫米的微型電極凸起，看起來就像是一個微型釘床。每個電極可以向 1 至 4 個神經元傳輸電流。神經電極植入患者頭部後，會穿過大腦表面；電極被取出後，100 個小血滴會填補空洞。
圖 | 植入大腦的電極陣列上有 100 個電極，看起來就像是一個微型釘床。（來源：Russ Juskalian）
費爾南德斯必須一個電極一個電極地校準，逐步加大電流，直到戈麥斯可以指出她何時和在哪裡產生了光幻視。費爾南德斯花了一個多月才完成全部 100 個電極的校準。
費爾南德斯說，「我們這個方法的優勢在於，電極陣列的電極穿進大腦，緊靠神經元」。因此植入體產生視覺所需的電流遠低於多貝利的系統，大大降低了發生痙攣的風險。
這種視覺假體的一大缺陷在於，沒有人知道電極最長能使用多久，超過這個期限則可能發生電極自身或對使用者腦部的損害，這也是戈麥斯試驗期限不能超過六個月的主要原因。費爾南德斯說，「人體免疫系統會開始攻擊電極，在電極周圍產生瘢痕組織，因此會削弱信號。」隨著人的活動，電極彎曲也是一個需要解決的問題。
根據動物實驗以及戈麥斯使用電極序列的狀況預計，費爾南德斯認為當前的裝置可以使用 2-3 年，甚至長達 10 年都不會有問題。他希望，經過微調後，電極序列使用壽命可以延長到數十年，因為對於需要進行有創性的腦手術才能使用的醫療設備來說，使用壽命是重要的先決條件。
像人工耳蝸一樣，視覺假體最後要真正普及，就需要將信號和電能無線傳輸經頭骨到達電極。但目前，該團隊在實驗中使用的假體還需要使用有線連接。這樣，在最終確定設計前最便於更新硬體設施。
在 10 X 10 像素的解析度下，這也可能差不多是戈麥斯試用的系統的最大解析度，人能識別基本的形狀，例如字母、門框和人行道。但臉部輪廓要複雜得多。因此費爾南德斯使用圖像識別軟體增強了他的系統，軟體能識別房間內的人，同時向戈麥斯的大腦發送一種她能識別的光幻視。
費爾南德斯展示了一個 PPT，其中他寫道，解析度達到 25 X 25 像素後，「是可能恢復視力的」。他說，由於當前使用的猶他電極陣列尺寸非常小，而且只需要很小的電流，在大腦每側安裝 4-6 個猶他電極陣列，對他的團隊來說不存在什麼技術障礙，這樣就可以為患者提供 60 X 60 像素，甚至解析度更高的視野。但一個問題是，目前還沒有搞清楚大腦能接受電極傳輸的信號上限是多少，才不過載，也不變會成電視的「雪花屏」。
系統使用體驗
圖 | 費爾南德斯和他指導的研究生，將一款初版相機與計算機相連 （來源：Russ Juskalian）
戈麥斯表示，如果有機會的話，她會一直使用費爾南德斯的視覺假體。如果將來有新的版本，她將申請成為第一批試用者。戈麥斯打算，在費爾南德斯完成對她試用的電極陣列的分析後，她想把電極裝裱起來掛在客廳牆上，留作紀念。
在費爾南德斯的實驗室，他給了我一次機會來試用他用來給患者做檢查的無創設備。
戈麥斯去年參加這個具有重大突破意義的實驗時，就坐在我現在所坐的真皮椅子上。一位神經學家手持一根帶有兩個圓環的棒，將圓環貼在我頭部兩側。這個裝置被稱為「蝴蝶線圈」，與一個可以發出電磁脈衝、刺激神經元的盒子相連——這種現象就是經顱磁刺激。第一次刺激給我的感覺是好像有人在敲我的頭皮，我的手指不由自主地蜷縮了起來。費爾南德斯笑著說，「你看，起作用了！剛才刺激的是你的皮層運動區。現在我們將嘗試讓你產生光幻視。」
神經學家調整了那根棒的位置，讓機器快速發出脈衝。當她開始後，我感受到了強烈的電流 「滋滋」 聲，好像是有人把我的後腦殼當作門環一樣。雖然我睜著眼，但還是看到了一條明亮的水平線划過我的視野的中心，和兩個閃爍的三角形，三角形內部像電視屏幕沒信號時的雪花。這些幻視可謂來去匆匆，只留下一點殘光。
費爾南德斯說，「這跟戈麥斯能看到的東西很像。」區別在於只要信號傳輸到她的大腦，她所 「看到」 的世界就穩定了。戴著眼鏡的時候，她也可以轉過頭環顧房間。而我所看到的僅僅是電刺激大腦在腦內產生的幻像。實際上，16 年來，戈麥斯終於可以第一次伸手觸摸她看到的這個世界了。