欧洲研究人员正在努力改进一项技术,未来可能帮助盲人重见光明。来自西班牙的前科学教师伯娜·戈麦斯(Berna Gomez)在失明16年后,于2021年参与了一项实验,该实验旨在恢复感知光的能力。当时57岁的戈麦斯在负责视觉处理的大脑区域——视觉皮层——植入了由96个微电极阵列组成的植入物。通过将微电极连接到一副眼镜上的摄像机,戈麦斯能够通过视觉破译传送到她大脑的信号,辨别物体轮廓,识别手势,甚至玩迷宫游戏。
虽然戈麦斯的案例标志着重要进步,但研究人员正致力于将电极做得更小,以便植入更多电极,从而提升视觉假体的性能。瑞士苏黎世大学神经信息学研究所的Shih-Chii Liu教授表示:“电极越多,视觉分辨率就越高。”他负责协调NeuraViPeR项目(2020年9月至2025年2月),开发比人类头发细四倍左右的高性能电极。
2019年的一项全球疾病负担研究将视力障碍列为导致残疾的第三大原因。欧洲有超过250万盲人居民。失明的主要原因包括白内障、青光眼、年龄相关性黄斑变性、糖尿病损伤、遗传状况、事故和感染。其中一些病症可通过大脑植入治疗。目前,对盲人的帮助主要依赖导盲犬、手杖或个人协助。
20世纪90年代,科学家开始在视觉皮层植入电极,这些微小的金属触点可与脑细胞交互以传达视觉信息。但电极相对庞大,只能植入有限数量。如今,神经技术进步使电极尺寸减小,可植入约100个电极,但分辨率仍不足。为识别面部或导航,需要植入1000到2000个电极。正常视觉分辨率为100万像素。NeuraViPeR开发的植入物包含数千个嵌入柔性条中的电极,可提高分辨率并降低疤痕或免疫反应风险。
增加电极数量只是部分解决方案。视觉假体还需传输更多信息。比利时鲁汶大脑研究所的Peter Janssen教授领导HyperStim项目(2022年11月启动,为期四年),研究改善电极刺激模式,以向大脑神经元传递更多信息。目标是将分辨率提升至物理电极数量的20倍,从而根本提高视觉质量。
Janssen表示,首批植入视觉假体的盲人不会突然完全恢复视力,因为大脑需要学习如何解释电刺激。可能会产生粗糙的黑白图像,但足以赋予人更大的灵活性和独立性。总之,HyperStim和NeuraViPeR等项目推动的医疗技术进步,意味着失明人士的前景一直在改善。