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视神经病变的电子眼移植治疗

时间:2005-09-26 15:23来源:本站原创 作者:xulinzhufeng 阅读:

视神经病变的电子眼移植治疗

author:xulinzhufeng

 

视神经病变是严重的致盲性眼底疾病这一,目前尚无切实有效的治疗方法,不少患者最终导致失明。如何帮助失明患者获得一定的功能性视力,一直是人们关注和研究的焦点之一。通过光~电刺激视觉传导通路上不同部位的神经元或神经组织,诱导其发生反应,产生光感觉、定位觉、图形觉、运动觉的电子眼移植技术无疑为盲人复明带来了曙光。

人工视觉——电子眼是通过光一电刺激视觉传导通路上不同部位的神经元或神经组织,诱导其发生反应,产生视觉(光感觉、定位觉、图形觉、运动觉等),最终帮助盲人恢复或部分恢复功能性视力(functional vision)。目前,电子眼的研究已取得了令人瞩目的成果。根据移植部位的不同,电子眼分为视网膜下、视网膜表面、视皮层移植电子眼。无论是哪一种电子眼都有两个主要部分组成:电极和光电转换器,光电转换器把吸收的光转变成电流;电极中的电流对视神经元或其网络进行有效的空间刺激。视觉的正常活动有赖于长期安全的电刺激,为此,电子眼的移植与应用必须具备以下前提:合适的刺激参数及其对神经完整性的保持,最小侵入性的移植技术和长期移植的生物相容性材料等。目前总共有3种类型:(1)视网膜下移植电子眼;(2)视网膜表面移植的电子眼;(3)视皮层移植的电子眼。 

但是,视网膜电子眼与视皮层电子眼之间各有优缺点。(1)视网膜电子眼的优点以及存在的问题   优点:可利用人体本身的光学系统,视网膜植入电子眼后,眼的光学系统可直接成像;侵人性小,即使发生感染,后果也不会严重;离光感受器越近,形成立体图像越容易;由于移植部位处于视觉通路的远端(远离视中枢),因此,视信号有更多的机会进行加工处理。存在的问题:电极必须刺激神经节细胞体,刺激神经纤维会产生错觉;难以确保电极与神经节细胞体长期紧密接触;电极的包裹将减少电极与神经节细胞体紧密接触;神经节细胞可编码空间觉、色觉、时间觉、明暗觉等,目前尚无法知晓如何通过电刺激获得;眼球的频繁扫视运动会使电极移位;外层视网膜严重变性限制了此方法的应用;视网膜下电子眼的移植要求屈光介质清晰;图形刺激是否能诱发出可分辩的图形视觉或仪仅是一只光斑。目前尚无定论。(2)视皮层电子眼的优点以及存在的问题   优点:颅骨是移植芯片牢固的屏障;穿透电极很容易插入皮层;长期成功的动物实验研究基础;这种方法不仅适用于外层视网膜变性的患者,也适用于整个视网膜、视神经乃至丘脑病变的患者。存在的问题:视皮层结构功能复杂,人类尚未完全弄清其结构功能之间的对应关系;视皮层解剖结构的复杂性也决定了大电极或许多小电极的皮层移植技术困难重重或不可能;如发生感染,会对其它皮层区产生严重后果;社会对脑移植的偏见;图形刺激不可能产生图形视觉。

展望    通过生物学家、生物工程学家及医学家半个多世纪的共同努力,目前已能生产出视网膜电子眼的样品,其材料的稳定性、生物相容性好,手术移植技术也日益成熟。但是电子眼移植仍存在很多问题难以解决 ]:人们尚未完全弄清视觉系统信息如何编码即视觉形成的具体机制,那么,电子眼通过光一电刺激患者视网膜或视皮层神经细胞从而实现其使患者获得功能性视力的设想无疑任重道远;电子眼长期移植于体内,本身是否会发生蜕变失效;视网膜或视皮层神经细胞是否能忍受其长期刺激,这种刺激是否会引起这些神经细胞形态和功能的改变尚无报道。视网膜电子眼的移植适用于原发性视网膜色素变性及老年性黄斑变性等疾病且内层视网膜保持完好的患者,电子眼本身及其移植技术是否损害患者残存的周边视力有待观察。虽然电子眼移植技术最终广泛应用于患者还要走相当长的段路,但我们仍有理由对人工视觉—— 电子眼的应用前景满乐观。

(责任编辑:泉水)
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