特定訊號刺激視神經 讓盲人「看見」點字

2020-11-23 站長之家

神經科學家發表在《Frontiers in Neuroscience》學術期刊上的研究顯示,接受人工視網膜的盲人,已經可以透過神經刺激用眼睛閱讀布拉耶(braille)點字。

這個叫做Argus II人工視網膜系統,由附帶一組電極的視網膜植入物,以及一臺眼鏡式攝影機所組成。在平常狀況下,Argus II的攝影機可以錄下影像,透過處理器將影像轉成電訊號,再使用無線傳輸方法將訊號傳送到植入物。很有趣的是,實驗進行時完全沒用到Argus II系統的攝影機,而是由研究人員使用電腦控制植入物產生選擇性刺激。

植入物60個電極裡頭只有六個電極會受到刺激,這六個電極代表的是由六個點組成的點字圖案,所以創造出來的是視覺點字,而不是平常用手感覺的點字。

裝設這項系統的人必須先熟悉布拉耶點字法(這項實驗的受試者對布拉耶點字法很熟)。裝置系統後的盲人能夠閱讀字母與文字,顯示時間只有半秒鐘,但閱讀字母的準確率有89%,兩個字母組成的文字則有80%,叄個字母組成的文字有60%,而四個字母組成的文字則有70%。

這篇學術論文的主要作者Thomas Lauritzen隸屬於研發Argus II系統的Second Sight公司,Lauritzen說:「這個方法不是讓病患用指尖來感覺點字,而是讓他可以看到投射出來的點字圖案,並在一秒內讀出個別的字母。除了電極刺激外,我們沒有給予病患其他訊號,光靠這樣他就能輕易辨識點字字母。病患可以輕易辨別來自不同個別電極的訊號,證明病患的空間解析度很好。」

人工電子視網膜的進步已經造福罹患視網膜色素變性(retinitis pigmentosa)的病人,那是一種會造成視網膜惡化的遺傳性疾病。一般視網膜細胞負責偵測光線,並將光線轉變成大腦可以讀取的神經訊號,而視網膜色素變性會使視網膜細胞煺化,使得病患在光線黯淡的環境中視線不良,產生隧道視覺(tunnel vision,編按:視野變得狹小的一種狀況),或是在病程惡化時喪失所有的視力。

使用一系列的電子亮度感測器(electronic light detector)和電極代替惡化的視網膜,植入物就可以將訊息送進視神經,加以刺激。目前在英國進行的一項試驗中,受試者接受的植入物含有1500個感光二極體,可以讓受試者馬上感受到光線。研究希望能讓病患重新學習使用新近體驗到的像素視覺(pixelated vision)來看東西。

以Argus II的例子來說,研究人員測試過50名以上的病患,配戴頭部攝影機已經可以讓病患可以看到顏色、形狀,甚至閱讀大字母。這項最新科技可讓使用者拋棄累贅的攝影機,就像一般人流暢地閱讀一樣。

研究人員發現,即使將顯示字詞的時間減半,準確度基本上還是一樣,代表這套系統未來或許可以提供流暢快速的閱讀。過去的研究顯示,盲人對於視覺點字的辨別率比觸覺點字還高,所以視覺點字可能有發展的潛力。

Argus II系統已經在歐洲上市販賣,而這項新科技還能發展其他的自動視覺點字功能。光在英國就大約有1萬8千名盲人以及弱視的人使用點字,但並非全都罹患視網膜色素變性之類的煺化性急病,所以此系統可能無法適用於所有人。

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