您好，瀟湘科技要素大市場(chǎng)郴州分市場(chǎng)歡迎您！
- | 登錄| 免費(fèi)注冊(cè)
發(fā)布時(shí)間： 2019年11月07日
2014年，美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)了一種新的治療失明方法。這臺(tái)名為Argus II的裝置通過(guò)安裝在眼鏡上的攝像頭，可以將視覺(jué)信號(hào)發(fā)送到眼睛后部約3×5毫米的網(wǎng)格狀電極上，Argus II的作用是取代遺傳性視網(wǎng)膜色素變性中丟失的感光細(xì)胞信號(hào)。據(jù)該裝置制造商Second Sight估計(jì)，世界上約有350人正在使用Argus II。
Argus II提供了一種相對(duì)粗糙的人工視覺(jué)，使用者看到的漫射光點(diǎn)是光幻視?！安∪瞬](méi)有放棄他們的盲杖或?qū)と@是一個(gè)最基本的標(biāo)準(zhǔn)?！泵绹?guó)斯坦福大學(xué)物理學(xué)家、從事視覺(jué)假體研究的Daniel Palanker說(shuō)。
但Argus II是一個(gè)開(kāi)始。
現(xiàn)在，Palanker和其他研究人員的目標(biāo)是用更精確的方法刺激眼睛或大腦中的細(xì)胞。在近日舉行的神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上，科學(xué)家分享了幾項(xiàng)此方面的進(jìn)展，有的研究已經(jīng)進(jìn)入了人體試驗(yàn)階段。Palanker表示：“這是真正的、最終的試驗(yàn)，這是激動(dòng)人心的時(shí)刻?！?/span>
幾種常見(jiàn)的眼科疾病是通過(guò)破壞光感受器從而影響視覺(jué)。光感受器是視覺(jué)信息由眼睛傳遞到大腦的第一個(gè)細(xì)胞，視覺(jué)信息傳遞過(guò)程中經(jīng)過(guò)的其他部位通常保持功能完整：雙極細(xì)胞接收光感受器的信號(hào)；視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞形成視神經(jīng)并將這些信號(hào)傳送到大腦；大腦后部的多層視覺(jué)皮層將信息組織成有意義的視覺(jué)。
空間中相鄰的點(diǎn)投射到視網(wǎng)膜上相鄰的點(diǎn)，并最終激活視覺(jué)皮層早期處理信息區(qū)域上相鄰的點(diǎn)，因此，一個(gè)視覺(jué)場(chǎng)景可以映射成信號(hào)的空間模型。但這種空間映射在傳遞過(guò)程中會(huì)變得更加復(fù)雜，因此研究人員的目標(biāo)是盡可能激活接近信號(hào)起點(diǎn)的細(xì)胞。
Palanker的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)約400個(gè)“像素”（二極管）的視網(wǎng)膜植入物，來(lái)代替視網(wǎng)膜的部分空間映射。外部世界的視頻流以近紅外光顯示在眼鏡的內(nèi)部，植入物的“像素”將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)來(lái)刺激視網(wǎng)膜上的雙極細(xì)胞?？偛课挥诎屠璧腜ixium Vision公司正在5名視網(wǎng)膜黃斑變性患者身上測(cè)試該設(shè)備，該病患者的光感受器受損。
Palanker在神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上展示了一段視頻，視頻顯示，植入視覺(jué)假體約1年的參與者可以識(shí)別桌子上的物體，并閱讀印刷或屏幕上的字母。Palanker說(shuō)：“盡管還不能識(shí)別書(shū)上的文字，人工視覺(jué)可以幫助患者很好地辨認(rèn)出一本書(shū)的標(biāo)題?！睋?jù)悉，Palanker的團(tuán)隊(duì)正努力縮小二極管，在不過(guò)多減弱信號(hào)強(qiáng)度的前提下，創(chuàng)造更優(yōu)質(zhì)的“像素”和更清晰的視覺(jué)。
為達(dá)到比電刺激眼睛更高的精度，其他研究團(tuán)隊(duì)將研究轉(zhuǎn)向光遺傳學(xué)，一種利用光激活細(xì)胞的技術(shù)。
在GenSight Biologics公司進(jìn)行的一項(xiàng)臨床試驗(yàn)中，研究人員將一種攜帶感光蛋白基因的無(wú)害病毒注射到5名視網(wǎng)膜色素變性患者的眼睛中，攜帶這種基因的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞可以對(duì)投射入眼睛的紅光做出反應(yīng)。美國(guó)匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家José-Alain Sahel正在測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)。
但是，針對(duì)視網(wǎng)膜細(xì)胞的治療卻無(wú)法幫助那些因眼外傷或青光眼等疾病導(dǎo)致視神經(jīng)嚴(yán)重受損的人。
還有一種治療方法是在患者視覺(jué)皮層植入60個(gè)電極，通過(guò)安裝在眼鏡上的攝像機(jī)向大腦發(fā)送信號(hào)。5名盲人在接受該植入手術(shù)1年后，有4人能很好地在黑色屏幕上找到拳頭大小的白色方塊，且這5個(gè)人都能很好地探測(cè)到屏幕上白色條的移動(dòng)方向?！拔覀兒苁芄奈??！泵绹?guó)加洲西爾瑪?shù)诙暳究茖W(xué)研究主任Jessy Dorn說(shuō)。
在大腦表面放置電極有一定缺陷，因?yàn)榧せ钕路浇M織中的目標(biāo)神經(jīng)元需要相對(duì)強(qiáng)大的電流，所以同時(shí)激活多個(gè)電極可能會(huì)引發(fā)癲癇。激活相鄰的電極可以刺激它們之間的組織，將兩個(gè)離散的視覺(jué)點(diǎn)融合成一個(gè)小點(diǎn)。
然而在神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上，第二視力公司在美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院的合作者拿出了證據(jù)，證明60個(gè)電極可以在大腦表面60多個(gè)位置產(chǎn)生磷酸基。他們采用了一種稱為“電流轉(zhuǎn)向”的技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于植入耳蝸增強(qiáng)音高知覺(jué)。
深入視覺(jué)皮層的電極可以更接近目標(biāo)神經(jīng)元，利用較低的電流可以激活組織中更小、更精確的點(diǎn)。近日，荷蘭神經(jīng)科學(xué)研究所Pieter Roelfsema實(shí)驗(yàn)室的神經(jīng)科學(xué)家 Xing Chen，在兩只視力正常的猴子腦中植入了1000個(gè)穿透電極。通過(guò)一次激活10~15個(gè)電極，兩只猴子可以區(qū)分研究人員閃現(xiàn)到它們視野中的不同字母。Roelfsema希望可以在2023年開(kāi)展人體試驗(yàn)。
紐約州立大學(xué)下州健康科學(xué)大學(xué)神經(jīng)學(xué)家Stephen Macknik警告，大腦最終會(huì)在植入電線周?chē)纬梢坏腊毯?，把它們與目標(biāo)神經(jīng)元隔開(kāi)。他說(shuō)：“這種植入物正在破壞未來(lái)所有其他植入物的皮質(zhì)，而且往好了說(shuō)，使用者不會(huì)看到太多物體?！?/span>
Macknik認(rèn)為，光遺傳學(xué)有望恢復(fù)更敏銳的視力，而穿透電極是不道德的。在會(huì)議上，他提出了一項(xiàng)名為OBServ的技術(shù)，該技術(shù)將在神經(jīng)元上添加一種感光性視蛋白基因，這些神經(jīng)元通過(guò)位于大腦底部的信號(hào)中轉(zhuǎn)站到達(dá)視覺(jué)皮層。他解釋說(shuō)，這些細(xì)胞可以被來(lái)自大腦表面的光線激活。
然而，短期內(nèi)像OBServ這樣的皮質(zhì)光發(fā)生系統(tǒng)不會(huì)在臨床使用。研究人員仍然需要證明，何種病毒可以安全、可靠地給特定神經(jīng)元注入視蛋白基因，而該基因需要在神經(jīng)元內(nèi)存留多年。他們還需要在頭蓋骨下植入一個(gè)高度精確、但結(jié)構(gòu)緊湊的裝置，該裝置能向大腦發(fā)出閃光，同時(shí)讀出神經(jīng)活動(dòng)。
但是，許多研究人員表示，將超精密視覺(jué)傳輸?shù)酱竽X的障礙之一是，發(fā)現(xiàn)大腦能夠解釋哪些刺激模式。貝勒大學(xué)神經(jīng)學(xué)家William Bosking說(shuō)：“有一百萬(wàn)個(gè)電極或完美的空間光基因激活，并不代表一切問(wèn)題都解決了。我們需要學(xué)習(xí)如何與大腦皮層交流。”
主辦單位： 郴州市科學(xué)技術(shù)局
技術(shù)支持： 長(zhǎng)沙諾為信息技術(shù)有限公司
郴州市科學(xué)技術(shù)局版權(quán)所有 ICP備案號(hào)： 湘ICP備10209074號(hào)-33
公安備案號(hào) ：
43110302000213
