总规模达1亿 浙江江山设立“两山”转型领域产业基金
06-18
编者按：将电子设备植入大脑不再是科幻小说情节。
各种技术和案例逐渐变为现实，人工视觉是脑植入的下一个方向。
不仅是马斯克的脑机接口公司Neuralink，世界各地的研究机构和公司都在进行相关实验，通过脑植入为视障人士提供视力。
这些技术都很相似??：跳过眼球和视神经，通过电极将视觉信号直接发送到大脑。
尽管这项技术还处于早期阶段，视觉成像质量还比较粗糙，但它无疑给视障人士社区带来了“光明”。
以下为整理内容： ▲西班牙埃尔切米格尔·埃尔南德斯大学视觉设备研究员Berna Gomez。
志愿者跳过眼睛来重现光线。
Brian·巴萨德的大脑里有 25 个微型芯片。
Bussard 是第一个测试这些芯片的人，这是一套无线设备，旨在为盲人人士提供基本视力，于二月安装。
巴斯德现年 56 岁，17 岁时因视网膜脱离导致左眼失明，2008 年右眼失明后完全失明。
“这是我经历过的最艰难的事情，”他说。
说着，最终他适应了如何在黑暗中行动。
存活。
巴斯德听说了芝加哥伊利诺伊理工学院的视觉假体实验。
研究人员警告他，该设备是实验性的，视觉能力不太可能恢复到以前的水平。
尽管如此，巴萨德还是选择了报名。
现在Bussard依靠这25个小芯片来获得非常有限的视野。
他可以通过白色和彩虹色的点感知外界的人和物体。
他将其描述为：“就像雷达屏幕上的闪光一样。
” ▲Brian·布萨德（Brian Bussard）布萨德是世界上少数几个冒着脑部手术风险获得视觉假体的视力障碍人士人之一。
位于埃尔切的西班牙米格尔·埃尔南德斯大学也进行了类似的实验，研究人员将类似的系统植入了四人体内。
要了解这些电子设备如何为视力受损的人士带来光明，我们首先需要了解眼球成像的原理。
当光线进入眼睛时，首先穿过角膜和晶状体，即眼睛的外层和中层。
当光线到达眼睛后部的视网膜时，称为感光器的细胞将其转换为通过视神经的电信号。
当传输到大脑时，大脑将这些电信号解释成它看到的图像。
大多数视力障碍是由视网膜或视神经损伤引起的，导致眼睛无法与大脑正常交流。
植入物的原理是完全绕过眼睛和视神经，直接向大脑发送信息。
因此，从理论上讲，通过植入物可以解决任何导致失明的原因，无论是眼部疾病还是外伤。
负责与眼睛交流并处理眼球发送的信息的特定大脑区域称为视觉皮层。
它位于后脑勺，为植入电子设备提供了便利。
▲ 伊利诺伊理工学院实验团队发布的示意图。
为了将 25 个芯片植入 Bussard 的大脑，外科医生进行了常规开颅手术，取出了他的一块头骨。
这 25 个芯片实际上是微型刺激器，可以发出温和的电流。
每个芯片大约有铅笔橡皮大小，包含 16 个比头发还细的微小电极。
每个电极都可以单独控制。
，Bussard 的大脑中总共植入了电极。
安装在眼镜上的一对摄像头将捕捉Bussard的周围环境，捕捉到的图像将使用特殊软件进行处理，并转化为与植入芯片网络通信的命令，从而激活特定电极来刺激神经元。
通过这种刺激，神经元产生称为光幻视的视觉感知，它看起来像光点。
而在这个过程中，光线实际上并没有到达眼睛。
由于电极只集中在视觉皮层的一个区域，布萨德只能看到视野左下角的光幻视。
虽然整体效果仍远未完全恢复视力，但这些“幻视”已经提高了 Bussard 在房间中导航和执行基本任务的能力，足以使他现在可以挑选出放在桌子上的四个物体。
一个碟子。
在埃尔切米格尔·埃尔南德斯大学的研究中，实验者安装了仅包含 3 个电极的植入物，实验负责人爱德华多·费尔南德斯 (Eduardo Fernández) 表示，所有四名志愿者都能够识别线条、形状和简单的字母。
费尔南德斯表示，这项技术当前的目标不是“视觉恢复”，而是改善视障人士的定向力和行动能力。
他指出，志愿者已经能够在 VR 屏幕跑步机上避开障碍物。
因此，费尔南德斯希望在未来添加更多电极，增加光幻视的数量并创建更详细的图像。
匹兹堡大学眼科助理教授陈星对此表示同意，他说如果要恢复视力，就需要植入数百到数千个电极。
Bussard实验的领导者Philip Troyk认为，重要的不是电极的数量，而是电极植入的位置。
在视觉皮层上植入更多分布的电极会产生更多的光点，但这意味着更深的手术。
自信马斯克上个月还宣布，旗下脑机接口公司Neuralink下一步将开发“盲视”产品。
据悉，这款产品与Bussard正在使用的解决方案类似，完全绕过眼睛和视神经，将视觉信息直接发送到大脑。
马斯克对盲视有着极大的信心。
今年三月，马斯克在 X 上表示，Blindsight 已经在猴子身上运行了（他补充说，在此过程中没有一只猴子被杀死或受重伤）。
他还表示，虽然在早期阶段产生的视觉分辨率较低，但最终可能会超过正常的人类视觉。
此前，2000年11月，马斯克还声称，他们相信即使是生来失明、从未见过的人也能重见光明。
除了马斯克之外，市场上还有很多公司在开发类似的设备。
总部位于加利福尼亚州的 Cortigent 正在研究一种名为 Orion 的类似大脑植入物，该植入物已被用于六名视力受损的人士人身上。
▲ Cortigent 和 Orion 设备的光明未来之路是漫长而艰难的。
就目前的技术和研究水平而言，这项技术还处于非常早期的阶段，仍然面临很多挑战。
第一个挑战是需要为每个接受者定制植入物。
每个人的视觉皮层都略有不同，因此电极植入的位置以及产生的电流需要进行实验和定制。
由于实验人员要对大脑进行电击，因此他们对电流的大小非常谨慎。
如果电流过大，很容易产生癫痫发作、疼痛、脑组织损伤等副作用。
如果电流太小，则无法达到理想的成像效果。
另一个障碍是植入设备的使用寿命。
在匹兹堡和西班牙的实验中，研究人员使用了由微小硅针组成的方形网格，每个硅针的尖端都有一个电极。
这种治疗方案可以持续数月到数年，但一旦植入物周围形成疤痕组织并干扰设备接收附近神经元的信号，该设备可能会停止工作。
Neuralink 正在开发更小、更灵活的电极，可以穿透大脑。
Neralink 目前的设备将被放置在头骨中，细线电极延伸到脑组织中。
陈赞同这样的观点，即较软的电极有可能延长植入物的寿命，但这实际上如何发挥作用还有待观察。
失明的持续时间是否会影响这些设备的工作也值得讨论。
西班牙研究的一名参与者已经失明 16 年，而 Bussard 已经完全失明 6 年。
陈认为越早干预越好，因为失明多年后，视觉系统会恶化，但仍需要系统的研究和证明。
至于马斯克建议让先天失明的人士恢复视力，西班牙的费尔南德斯不太确定这是否可行，因为从未尝试过。
而且从理论上讲，先天失明的人从未使用过大脑的视觉皮层来处理视觉信息，而正常的视觉皮层是目前这些植入物正常工作的重要前提。
▲伊利诺伊理工学院团队正在对该装置进行实验。
目前，Bussard只能在实验室中使用视觉植入物，因为研究人员可以控制刺激，但研究人员也在开发移动系统，以便未来的参与者可以在家中使用。
在西班牙的研究中，参与者只会植入设备六个月，之后就会被移除。
这项技术还处于非常早期的阶段，距离“恢复视力”还有很长的路要走。
不过，布萨德实验的特洛伊克和马斯克都认为，这种实验的目的不仅仅是“恢复视力”，更是为了探索人工视觉的可能性。
巴萨德知道他在有生之年不会从这项实验中受益匪浅，但他说：我这样做是为了子孙后代。
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