大腦植入視覺：在大腦中創建圖像

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  量子運行遠見
• 2022 年 8 月 17 日

洞察總結

失明是一個普遍存在的問題，科學家正在嘗試透過大腦植入來恢復視力。這些植入物直接插入大腦的視覺皮層，可以顯著改善視力障礙者的生活，使他們能夠看到基本形狀，甚至在未來可能看到更多形狀。這種不斷發展的技術不僅增強了視障人士獨立的前景，而且還引發了對其更廣泛的社會和環境影響的質疑。

腦植入視覺上下文

世界上最常見的損傷之一是失明，在不同程度上影響著全球超過 410 億人。 科學家們正在研究多種治療方法來幫助患有這種疾病的人，包括直接植入大腦的視覺皮層。

一個例子是一位58歲的老師，他已經失明16年了。在神經外科醫生將 100 根微針植入她的視覺皮層以記錄和刺激神經元後，她終於可以看到字母、識別物體的邊緣並玩瑪吉·辛普森 (Maggie Simpson) 的視頻遊戲。然後，測試對象配戴具有微型攝影機和編碼視覺數據的軟體的眼鏡。然後訊息被傳送到她大腦中的電極。她帶著植入物生活了六個月，大腦活動沒有受到干擾，也沒有其他健康併發症。 

這項研究由來自 Miguel Hernández 大學（西班牙）和荷蘭神經科學研究所的一組科學家進行，代表了科學家們的飛躍，他們希望創造一個人工視覺大腦，幫助盲人更加獨立。 與此同時，英國科學家開發了一種大腦植入物，它使用長電流脈衝來提高視網膜色素變性 (RP) 患者的圖像清晰度。 這種遺傳性疾病會影響 1 名英國人中的 4,000 人，它會破壞視網膜中的感光細胞並最終導致失明。

破壞性影響

雖然前景光明，但在這種正在開發的治療方法可以商業化之前還需要進行大量測試。西班牙和荷蘭的研究小組正在探索如何使發送到大腦的圖像更加複雜，並同時刺激更多的電極，以便人們可以看到的不僅僅是基本的形狀和動作。目標是使有視覺障礙的人能夠執行日常任務，包括能夠識別人、門口或汽車，從而提高安全性和流動性。

透過繞過大腦和眼睛之間被切斷的聯繫，科學家可以專注於直接刺激大腦來恢復影像、形狀和顏色。移植過程本身稱為微型開顱手術，非常簡單，並遵循標準的神經外科實踐。它涉及在頭骨上打一個 1.5 厘米的孔以插入一組電極。

研究人員表示，一組約 700 個電極足以為盲人提供足夠的視覺訊息，顯著提高行動能力和獨立性。他們的目標是在未來的研究中添加更多的微陣列，因為植入物只需要小電流來刺激視覺皮質。另一種正在開發的療法是使用 CRISPR 基因編輯工具來修改和修復患有罕見遺傳性眼部疾病的患者的 DNA，使身體能夠自然治癒視力障礙。

植入式視力恢復手術的影響

腦植入物應用於視力改善和恢復的更廣泛影響可能包括： 

• 加強醫科大學、醫療保健新創公司和製藥公司之間的合作，並專注於腦移植視力恢復療法，從而加速該領域的進步。
• 神經外科培訓轉向專門從事視力恢復的腦植入手術，顯著改變了醫學教育和實踐。
• 加強對智慧眼鏡作為大腦植入物的非侵入性替代品的研究，促進可增強視力的可穿戴技術的進步。
• 大腦植入技術在視力正常的個體中的應用，提供增強視覺能力，如極度聚焦、遠距離清晰度或紅外線視覺，從而改變依賴增強視力的各個專業領域。
• 隨著視力恢復的人進入或重新進入勞動力市場，就業情況發生變化，導致各部門的工作機會和培訓要求發生變化。
• 高科技視力增強設備的生產和處置增加可能對環境產生潛在影響，需要更永續的製造和回收流程。
• 隨著視力增強成為一種理想的特徵，消費者行為和市場需求發生變化，影響從娛樂到交通等各個行業。
• 隨著腦植入技術模糊了治療用途和增強功能之間的界限，社會動態和對殘疾的看法發生了變化，導致圍繞人類增強的新的社會規範和價值觀。

需要考慮的問題

• 您認為這項技術還能如何改變視障人士的生活？
• 這項技術還有哪些其他應用？