图为 在视网膜黄斑变性患者的眼睛中植入网格状的光电二极管。图片来自：PIXIUM VISION SA/PARIS
2014年，美国监管安排同意了一种新的医治失明办法。这台名为Argus II的设备经过安装在眼镜上的摄像头，可以将视觉信号发送到眼睛后部约3×5毫米的网格状电极上，Argus II的作用是替代遗传性视网膜色素变性中丢掉的感光细胞信号。据该设备制造商Second Sight估量，国际上约有350人正在运用Argus II。
Argus II供给了一种相对粗糙的人工视觉，运用者看到的漫射光点是光幻视。“患者并没有抛弃他们的盲杖或导盲犬，而这是一个最基本的规范。”美国斯坦福大学物理学家、从事视觉假体研讨的Daniel Palanker说。
但Argus II是一个开端。
现在，Palanker和其他研讨人员的方针是用更准确的办法影响眼睛或大脑中的细胞。在近来举办的神经科学学会年会上，科学家共享了几项此方面的发展，有的研讨已确认进入了人体实验阶段。Palanker表明：“这是真实的、终究的实验，这是激动人心的时间。”
几种常见的眼科疾病是经过损坏光感受器然后影响视觉。光感受器是视觉信息由眼睛传递到大脑的第一个细胞，视觉信息传递进程中经过的其他部位一般坚持功用完好：双极细胞接纳光感受器的信号；视网膜神经节细胞构成视神经并将这些信号传送到大脑；大脑后部的多层视觉皮层将信息安排成有意义的视觉。
空间中相邻的点投射到视网膜上相邻的点，并终究激活视觉皮层前期处理信息区域上相邻的点，因而，一个视觉场景可以映射成信号的空间模型。但这种空间映射在传递进程中会变得更杂乱，因而研讨人员的方针是尽可能激活挨近信号起点的细胞。
Palanker的团队规划了一个约400个“像素”（二极管）的视网膜植入物，来替代视网膜的部分空间映射。外部国际的视频流以近红外光显现在眼镜的内部，植入物的“像素”将其转换成电信号来影响视网膜上的双极细胞。总部坐落巴黎的Pixium Vision公司正在5名视网膜黄斑变性患者身上测验该设备，该病患者的光感受器受损。
Palanker在神经科学学会年会上展现了一段视频，视频显现，植入视觉假体约1年的参与者可以辨认桌子上的物体，并阅览印刷或屏幕上的字母。Palanker说：“虽然还不能辨认书上的文字，人工视觉可以在必定程度上协助患者很好地辨认出一本书的标题。”据悉，Palanker的团队正尽力缩小二极管，在不过多削弱信号强度的前提下，发明更优质的“像素”和更明晰的视觉。
为抵达比电影响眼睛更高的精度，其他研讨团队将研讨转向光遗传学，一种运用光激活细胞的技能。
在GenSight Biologics公司进行的一项临床实验中，研讨人员将一种带着感光蛋白基因的无害病毒注射到5名视网膜色素变性患者的眼睛中，带着这种基因的视网膜神经节细胞可以对投射入眼睛的红光做出反响。美国匹兹堡大学医学院神经科学家José-Alain Sahel正在测验这项技能。
可是，针对视网膜细胞的医治却无法协助那些因眼外伤或青光眼等疾病导致视神经严峻受损的人。
还有一种医治办法是在患者视觉皮层植入60个电极，经过安装在眼镜上的摄像机向大脑发送信号。5名盲人在承受该植入手术1年后，有4人能很好地在黑色屏幕上找到拳头巨细的白色方块，且这5个人都能很好地探测到屏幕上白色条的移动方向。“咱们很受鼓动。”美国加洲西尔玛第二视力公司科学研讨主任Jessy Dorn说。
在大脑外表放置电极有必定缺点，由于激活下方安排中的方针神经元需求相对强壮的电流，所以一起激活多个电极可能会引发癫痫。激活相邻的电极可以影响它们之间的安排，将两个离散的视觉点融组成一个小点。
可是在神经科学学会年会上，第二视力公司在美国贝勒医学院的合作者拿出了依据，证明60个电极可以在大脑外表60多个方位发作磷酸基。他们采用了一种称为“电流转向”的技能，该技能现已应用于植入耳蜗增强音高感觉。
深化视觉皮层的电极可以更挨近方针神经元，运用较低的电流可以激活安排中更小、更准确的点。近来，荷兰神经科学研讨所Pieter Roelfsema实验室的神经科学家 Xing Chen，在两只视力正常的山公脑中植入了1000个穿透电极。经过一次激活10~15个电极，两只山公可以区别研讨人员闪现到它们视界中的不同字母。Roelfsema期望有时机可以在2023年展开人体实验。
纽约州立大学下州健康科学大学神经学家Stephen Macknik正告，大脑终究会在植入电线周围构成一道疤痕，把它们与方针神经元离隔。他说：“这种植入物正在损坏未来一切其他植入物的皮质，并且往好了说，运用者不会看到太多物体。”
Macknik以为，光遗传学有望康复更敏锐的视力，而穿透电极是不道德的。在会议上，他提出了一项名为OBServ的技能，该技能将在神经元上增加一种感光性视蛋白基因，这些神经元经过坐落大脑底部的信号中转站抵达视觉皮层。他解说说，这些细胞可以被来自大脑外表的光线激活。
可是，短期内像OBServ这样的皮质光发作体系不会在临床运用。研讨人员依然需求证明，何种病毒可以安全、可靠地给特定神经元注入视蛋白基因，而该基因需求在神经元内存留多年。他们还需求在头盖骨下植入一个高度准确、但结构紧凑的设备，该设备能向大脑宣布亮光，一起读出神经活动。
可是，许多研讨人员表明，将超精细视觉传输到大脑的妨碍之一是，发现大脑可以解说哪些影响形式。贝勒大学神经学家William Bosking说：“有一百万个电极或完美的空间光基因激活，并不代表一切问题都处理了。咱们应该学习怎么与大脑皮层沟通。”
来历：科学网
