能够使盲人再次看到听起来像是奇迹,甚至是科幻小说。对于科学家来说,这一直是最大的挑战之一。
EPFL工程学院神经工程学(LNE)Medtronic主席迭戈·格兹(Diego Ghezzi)将这一问题作为研究重点。自2015年以来,他和他的团队一直在开发一种视网膜植入物,该植入物可与配备摄像头的智能眼镜和微型计算机一起使用。
Ghezzi说:“我们的系统旨在通过使用电极刺激其视网膜细胞,为盲人提供一种人造视觉。”
星光灿烂的天空
嵌入在智能眼镜中的摄像头可以在佩戴者的视野中捕获图像,并将数据发送到位于其中一个眼镜头中的微型计算机。微型计算机将数据转换成光信号,然后传输到视网膜植入物中的电极。电极然后以使佩戴者看到图像的简化的黑白版本的方式刺激视网膜。
此简化版本由刺激视网膜细胞时出现的光点组成。但是,佩戴者必须学会解释光的许多点,才能辨认出形状和物体。Ghezzi说:“就像看着夜空中的星星一样,您可以学会识别特定的星座。盲人患者会看到与我们的系统类似的东西。”
暂时运行模拟
唯一的问题是该系统尚未在人体上进行过测试。研究团队首先需要确定他们的结果。Ghezzi说:“由于获得医疗批准需要很长时间,因此我们尚未被授权将我们的设备植入人类患者体内。但是,我们提出了一种虚拟测试程序,这是一种变通方法。” 更具体地说,工程师开发了一个虚拟现实程序,该程序可以模拟患者在植入物中会看到的图像。他们的发现刚刚发表在《通讯材料》上。
视野和解决方案
有两个参数用于测量视觉:视野和分辨率。因此,工程师使用这两个相同的参数来评估他们的系统。他们开发的视网膜植入物包含10,500个电极,每个电极都可产生一个光点。“我们不确定电极是否太多或太少。我们必须找到正确的电极号,以使复制的图像不会变得太难辨认。点的距离必须足够远,以至于患者可以区分彼此接近的两个,但是必须有足够的它们才能提供足够的图像分辨率。” Ghezzi说。
工程师还必须确保每个电极都能可靠地产生光点。Ghezzi解释说:“我们要确保两个电极不会刺激视网膜的同一部分。因此,我们进行了电生理测试,其中涉及记录视网膜神经节细胞的活性。结果证实了每个电极的确能激活视网膜神经节细胞。视网膜的不同部分。”
下一步是检查10,500个光点是否提供了足够好的分辨率-这就是虚拟现实程序的用武之地。就定义而言,不会给患者带来任何真正的好处。” Ghezzi说。
工程师还以恒定的分辨率但不同的视场角进行了测试。Ghezzi说:“我们从5度开始,一直到45度都打开了视野。我们发现饱和点为35度-物体在该点之后仍保持稳定。” 所有这些实验表明,该系统的容量无需进一步提高,并且已经为临床试验做好了准备。但是该团队将需要等待更长的时间才能将其技术植入实际患者中。目前,恢复视觉仍处于科幻小说的领域。