大脑植入视觉:在大脑中创建图像

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一种新型的大脑植入物可能会为数百万患有视力障碍的人恢复部分视力。
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      量子运行远见
    • 2022 年 8 月 17 日

    洞察总结

    失明是一个普遍存在的问题,科学家们正在尝试通过大脑植入来恢复视力。这些植入物直接插入大脑的视觉皮层,可以显着改善视力障碍者的生活,使他们能够看到基本形状,甚至在未来可能看到更多形状。这项不断发展的技术不仅增强了视障人士独立的前景,而且还引发了对其更广泛的社会和环境影响的质疑。

    大脑植入视觉环境

    失明是世界上最常见的障碍之一,在不同程度上影响着全球超过 410 亿人。 科学家们正在研究多种治疗方法来帮助患有这种疾病的人,包括直接植入大脑视觉皮层。

    一个例子是一位58岁的老师,他已经失明16年了。在神经外科医生将 100 根微针植入她的视觉皮层以记录和刺激神经元后,她终于可以看到字母、识别物体的边缘并玩玛吉·辛普森 (Maggie Simpson) 的视频游戏。然后,测试对象佩戴带有微型摄像机和编码视觉数据的软件的眼镜。然后信息被发送到她大脑中的电极。她带着植入物生活了六个月,大脑活动没有受到干扰,也没有出现其他健康并发症。 

    这项研究由米格尔·埃尔南德斯大学(西班牙)和荷兰神经科学研究所的科学家团队进行,对于希望创造人工视觉大脑以帮助盲人变得更加独立的科学家来说,这是一个飞跃。 与此同时,英国科学家开发了一种大脑植入物,可以使用长电流脉冲来提高色素性视网膜炎 (RP) 患者的图像清晰度。 这种遗传性疾病影响着四千分之一的英国人,它会破坏视网膜中的光检测细胞,最终导致失明。

    破坏性影响

    虽然前景光明,但在这种正在开发的治疗方法可以商业化之前还需要进行大量测试。西班牙和荷兰的研究小组正在探索如何使发送到大脑的图像更加复杂,并同时刺激更多的电极,以便人们能够看到的不仅仅是基本的形状和动作。目标是使有视觉障碍的人能够执行日常任务,包括能够识别人、门口或汽车,从而提高安全性和流动性。

    通过绕过大脑和眼睛之间被切断的联系,科学家们可以专注于直接刺激大脑来恢复图像、形状和颜色。移植过程本身称为微型开颅手术,非常简单,并遵循标准的神经外科实践。它涉及在头骨上打一个 1.5 厘米的孔以插入一组电极。

    研究人员表示,一组约 700 个电极足以为盲人提供足够的视觉信息,从而显着提高行动能力和独立性。他们的目标是在未来的研究中添加更多的微阵列,因为植入物只需要小电流来刺激视觉皮层。另一种正在开发的疗法是使用 CRISPR 基因编辑工具来修改和修复患有罕见遗传性眼病的患者的 DNA,使身体能够自然治愈视力障碍。

    植入式视力恢复手术的影响

    脑植入物应用于视力改善和恢复的更广泛影响可能包括: 

    • 加强医科大学、医疗保健初创公司和制药公司之间的合作,重点关注脑移植视力恢复疗法,从而加速该领域的进步。
    • 神经外科培训转向专门从事视力恢复的脑植入手术,显着改变了医学教育和实践。
    • 加强对智能眼镜作为大脑植入物的非侵入性替代品的研究,促进可增强视力的可穿戴技术的进步。
    • 将大脑植入技术应用于视力正常的个体,提供增强视觉能力,如极度聚焦、远距离清晰度或红外视觉,从而改变依赖于增强视力的各个专业领域。
    • 随着视力恢复的人进入或重新进入劳动力市场,就业形势发生变化,导致各个部门的工作机会和培训要求发生变化。
    • 高科技视力增强设备的生产和处置增加可能对环境产生潜在影响,需要更可持续的制造和回收流程。
    • 随着视力增强成为一种理想的特征,消费者行为和市场需求发生变化,影响着从娱乐到交通等各个行业。
    • 随着脑植入技术模糊了治疗用途和增强功能之间的界限,社会动态和对残疾的看法发生了变化,导致围绕人类增强的新的社会规范和价值观。

    需要考虑的问题

    • 您认为这项技术还能如何改变视障人士的生活?
    • 这项技术还有哪些其他应用?

    洞察参考

    此见解引用了以下流行和机构链接: