科学家创造了一种先进的视觉神经假体,能够与大脑进行双向通信,这标志着朝着恢复功能性视力迈出的最大一步之一。与早期设备不同,这种闭环植入物实时适应神经活动,允许系统和大脑相互“学习”。在两名盲人志愿者中,该植入物使他们能够识别形状、运动、图案和字母——显示出稳定、可控的视觉感知。虽然仍在开发中,但这项工作为曾经能看见但因视网膜或视神经损伤而失明的人恢复可用视力提供了真正的希望。该研究发表在《科学进展》杂志上。
闭环突破
该植入物既能刺激又能记录神经活动,像自然视觉系统一样调整刺激模式。参与者识别了形状、运动、图案和字母,显示出超越简单光闪的重大进展。使用机器人引导通过8-10毫米的开口插入一个4毫米的微电极阵列,最大限度地减少了手术影响。这项技术允许以极高的精度实时引导电极插入。整个植入过程可以通过仅8-10毫米宽的开口完成,避免了开颅手术的需要。因此,参与者可以早日出院,术后不适感大大减少。
功能性视觉
回到2021年,UMH生物医学神经工程实验室成功地将一个设备植入一名盲人志愿者的脑中,安全地诱导了形状和字母的感知,分辨率前所未有。现在,该团队向前迈出了一大步:开发了一种弥合感知光闪和真正看到世界之间差距的技术。该系统不仅通过传递唤起视觉感知的电模式在大脑上“写入”,而且还读取神经元反应并实时适应它们。这种技术可以安全稳定地诱导视觉感知。新系统从大脑学习,大脑也从系统学习。
精准植入
由于这种双向交流,植入的参与者已经能够识别复杂的图案、运动、形状甚至一些字母。通过分析神经活动,现在可以预测特定的电刺激是否会产生视觉感知——甚至可以估计其亮度和单个感知的数量。这使得系统能够自动微调刺激参数,改善适应并加速用户的学习曲线。这些发现代表着朝着开发一种可以帮助盲人或视力低下者提高行动能力并最终感知和导航周围环境的视觉神经假体迈出了令人鼓舞的一步。
参考信息
“Neural correlates of phosphene perception in blind individuals: A step toward a bidirectional cortical visual prosthesis” by Eduardo Fernández Jover et al. Science Advances