@ 2015.04.30 , 12:31

新仿生眼

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#采用护目镜上的视觉探测仪采集图像,然后通过红外线传输到眼部的视觉假肢。

作家们马上需要新的比喻了。数百年来,“为盲人带来光明”的口号已经可以部分成真了。作为第一款视觉假体产品,以及其它市场上的紧随其后类似产品而言,为盲人带来视力将在不久的将来与其他日常的医疗康复一样普遍。

上周在法国蒙特利尔的IEEE神经工程会议(Neural Engineering meeting:http://neuro.embs.org/2015/ )上,研究人员描绘了他们在该领域的研究进展。来自斯坦福的科学家介绍了一种光伏材料制成的视觉假体,该设备能够使视觉假体摆脱电池和笨重的充电系统的阻碍。目前该技术已经由法国的Pixium Vision公司进行了商业化转化,并将在2016年进行临床测试。

在视网膜后方,一块约100平方毫米的薄膜芯片上包含了很多的感光细胞,这些细胞将现实世界的光以微电流的形式发送给其他细胞。这些脉冲是整个大脑视神经进行成像的诸多反应之一。某些视网膜疾病中,感光细胞会发生损坏或死亡,但是其他的功能细胞时完好的。不同的视觉假体以整个视觉系统中的不同功能细胞为切入点,代替他们完成电脉冲的传导。

来自斯坦福的Daniel Palanker实验室的Henri Lorach介绍他所在的团队的研究成果:使用同一光信号用于传输现实的图像,并对植入芯片进行供电。最先进的芯片有像素点大小70微米,每个像素包括一个光电二极管和一个刺激电极。环境光无法用于驱动这些设备,主要是不够强大。所以我们要用高功率的红外光。

在进行人体试验时,受试者会带上一个包含录像摄像头的护目镜,它连接着“口袋处理器pocket processor”,能够将录像记录转换为红外图像,然后由护目镜传输到眼镜中。芯片接收到这些信号之后,会继续刺激相应的细胞。在之前对老鼠进行的实验中,研究人员确定了神经细胞在正常情况下接受到的电脉冲和他们所使用的芯片产生的刺激是相同的,只需要保证红外光的功率低于对人体有害的阈值就能保证使用者的安全。

Lorach团队的产品所能产生的视觉精度是令人可喜的。在老鼠身上所取得的视觉能力的水平转换到人类身上是20/250,这意味着人能够通过该设备看到视力表上的最上面一行(就拿我本人来说,目前脱了眼镜也就这水平了,刚去医院测得 )。 Lorach 说他们会努力进行改进,因为目前说能达到的水平在美国法定意义上还是盲人(below the limit of legal blindness#我去美国还能领上社会援助?)。
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这一结果显示了质的飞跃。Second Sight公司在2013年首次获得FDA 批准而生产的第一款视觉假体,也仅能为患者提供20/1300的视觉能力。而德国Retinal AG公司目前通过欧洲监管机构审核生产的产品所能提供的视觉能力为20/500。

在神经工程会议上,研究人员Nigel Lovell说,澳大利亚的Bionic Vision计划在明年对该技术进行临床测试。同时,他还强调,有必要对给眼部细胞传输的电脉冲进行编码,以便视觉假肢能够产生不同粒度的视力。

本文译自 spectrum,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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