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重获光明的电子义眼什么时候能面世?

电子义眼是目前科学家正在积极展开研究的“电子视觉假体”。人体视觉的形成需要有完整的视觉通路,包括眼球的屈光系统、视网膜、视路和大脑视觉中枢。当人们注视外界物体时,物像聚焦在视网膜上,刺激视觉细胞产生电信号,并通过神经纤维传至大脑。因此每个视觉细胞后都有一根神经纤维传入大脑中枢的对应点位。譬如一个杯子的影像,刺激了一片视觉细胞后,会使和它们相连的神经纤维传输电信号,并使对应大脑组织兴奋,通过一系列复杂的生物化学反应,形成杯子的形状、颜色等概念。因此,电信号的产生和传输是视觉形成的基础。理论上,只要能在视网膜、视神经和大脑中枢中选择性地刺激这些点位,就能产生杯子的影像。事实上,视网膜刺激点位是最容易寻找的,而目前还没有任何技术能准确定位视神经纤维或脑皮质细胞与物体影像之间的对应关系,所以在后两者中选择性刺激产生相似影像的想法还很难实现。
视觉假体是一种光电转换的设备,其工作原理与人工耳蜗相似,即将摄像机代替人工耳蜗的麦克风,当接受外界光刺激后,转换成电信号。同时,它要有选择性刺激的能力,就是只能使与影像对应的神经兴奋并传输电信号,如果一旦刺激不相干神经,可能就无法产生对于物体相似的影像。
目前,根据视觉假体的植入及刺激部位不同,视觉假体分为视皮层假体、视神经假体、视网膜假体三大类。其中,视网膜假体是近年研究最为活跃的。其通过手术将假体植入视网膜前或视网膜下,直接由芯片感受物像刺激,产生电信号直接刺激对应部位的视觉细胞,沿着原有正常的视觉通路进入大脑产生视觉。因此,刺激的点位越是密集,看到的图像就会越清晰。不过,目前已有成果仅仅能使盲人看见模糊的物体轮廓,离人们所期待的彩色清晰的视觉效果还差非常远。目前,其临床应用上只限于因视网膜外层病变而失明的眼睛,如视网膜色素变性。因此,对于像小斌斌这样的视网膜都已缺失的情况,主要考虑能在未来安装视皮层假体,它主要是通过安装于眼镜上的微型相机取得影像,然后在体外装置转换成无线信号传送到植入头部的电极及芯片,刺激大脑的视觉区域,“看见”物体。但此手术需要开颅,术后有出血和感染风险;同时刺激产生的电压,可能会引起病人疼痛或癫痫发作。而其难点是无法选择性刺激脑部点位产生相似影像,是目前值得关注的一个重要问题。
另外一种是视神经假体,其通过刺激视神经残端达到产生“视幻觉”的效果。但植入这种假体,仍需进行开颅手术,仍无法解决视觉对应关系,空间分辨率有限,尚存在很多问题需要解决。根据目前研究进展,有科学家预计未来5-10年内可能会有突破性进展,但是目前多数人无法安装电子义眼。


2022-12-09 本文被阅读 206 次
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