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视觉假体:盲人的希望

发布时间: 2016-01-11   浏览次数:
 [导读] 生活在黑暗中的盲人所忍受的痛苦,正常人无法体会。视觉假体的诞生让后期致盲的人群“看”到了复明的希望。
 

生活在黑暗中的盲人所忍受的痛苦,正常人无法体会。视觉假体的诞生让后期致盲的人群“看”到了复明的希望。

生活在黑暗中的盲人所忍受的痛苦,正常人无法体会。视觉假体的诞生让后期致盲的人群“看”到了复明的希望。

近日有媒体报道,澳大利亚维多利亚州莫纳什大学克莱顿校区的“仿生眼”研究人员研发了一款将刺激电极阵列植入于大脑视皮层处的视觉假体,该假体电极通过绕过大部分的视觉传导通路,直接刺激视皮层处的视觉中枢,使假体植入者感知到闪烁的光点。该假体电极部分由11个小块组成,每个小块上含有43个刺激电极。报道称,通过使用该假体,患者可以感受到大约500个光点,这些光点可以组成简单的图像。虽然患者所感知的图像相对于正常眼睛产生的约150万像素的图像粗糙得多,但它能够使植入者完成识别简单形状物体,检测物体运动方向等日常生活任务。研究人员计划将于今年向一位盲人植入该假体。

研究人员表示,接受手术的志愿者将拥有低分辨率的视力,对于正常人来说相当于看“上世纪20年代约翰·洛基·贝尔德发明的第一台电视机那样”。

复明有多难?

尽管视力恢复远远达不到正常视力的水平,但是拥有这样低分辨率的视觉对于盲人来讲就是将他们救出黑暗世界的“光亮”。

从原理上讲,视觉假体是采用微摄像头获取外界图像信息,再通过图像处理器进行处理、编码后经过无线传输,植入体内的微电流刺激器接收这些信息并解码后,将刺激信号传递到微电极阵列并对视觉神经系统进行电刺激诱发光幻视,从而产生人工视觉。

原理说起来简单,但是实现起来却非常困难。其原因在于眼球、大脑视皮层等处的结构十分精细,且实施手术的区域非常有限,“视网膜假体需要在大约5毫米的黄斑区域内植入几十甚至上百个电极。”上海交通大学生物医学工程学院教授柴新禹解释道,“而且视觉假体本身不是生物组织,而是微电子装置,所以对材料的生物相容性要求更高,与心脏起搏器的要求一样严格。”

技术实现条件苛刻、手术难度大,再加上人类目前对于大脑和视觉的神经机制研究尚不完全了解,“到目前为止,人类对大脑如何通过视觉感知颜色的机理仍不清楚。”柴新禹解释道。这让视觉假体目前仅能给盲人带来“黑白”的假体视觉感受。

“目前全世界在视觉假体研发上,美国、德国相对处于领先地位。”柴新禹在接受《中国科学报》记者采访时表示,“其中,美国Second Sight公司的ArgusⅡ视网膜上假体已于2011年获得欧洲EMA授权及2013年美国FDA授权,德国Retina Implant AG公司的Alpha-IMS视网膜下假体也于2013年获得欧洲EMA授权,获准投入市场销售。”

只适用于后天致盲者

虽然视觉假体可以让盲人产生视觉感受,但是这种复明的方法并不适用于所有盲人。“一般来说,视觉假体适用于后天致盲的患者,主要针对视网膜色素变性(RP)和老年性黄斑变性(AMD)的患者。”柴新禹介绍道。因为RP和AMD致盲人群的特征都是因为视网膜外侧的光感受细胞凋亡而失去光感,而位于视网膜内侧的神经节细胞和双极细胞仍有大部分存活。视觉假体能够刺激这些存活的神经元,从而产生人工视觉。

相信科技的力量

“目前的视觉假体让植入者能够感知到人的轮廓或者物体的运动,但是我相信它未来可以发展得更加完善。”柴新禹对此信心满满,“就像最初单通道的人工耳蜗只能分辨有无声音,现在却已经可以让耳聋植入者听到简单的乐曲。未来的视觉假体也能帮助盲人植入者更好地识别物体与场景。”

柴新禹教授的团队多年来一直致力于视觉假体的研究,他认为只有坚持自主知识产权,才能让更多国内的患者受益。“Argus Ⅱ目前的售价是15万美元,不包含手术费和康复费,这是普通人难以承受的,我们希望自己的研究成果可以让视觉假体更惠及民众。”


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