電極植入大腦 接收光線可辦識圖像 AI視網膜 讓盲人看得見

編譯/韋士塔  |2021.12.04
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科學家把電極陣列植入大腦皮層,讓盲人能識別物體的形狀和輪廓。 圖/美聯社

編譯/韋士塔

科學家長期以來的夢想之一,是把訊息直接傳送到盲人的視覺皮層,從而恢復他們的視力。然而,目前雖有眼部植入物能讓盲人看到簡單的圖案,但臨床上可用的皮質視覺替代品迄今尚未出現。

西班牙米格爾賀南德茲大學(Miguel Hernandez University)的研究團隊採用不同的方法,以搭載人工智慧(AI)的人工視網膜,直接刺激大腦的視覺皮層,產生可感知的圖像,讓盲人「看見」物體的形狀和輪廓。

研究團隊在發表於《臨床研究期刊》(Journal of Clinical Investigation)的報告指出,這項實驗性的設備,把一組人工視網膜安裝在普通眼鏡上,先在靈長類動物身上成功進行測試,接著再由一名全盲者接受測試。

研究人員指出,AI人工視網膜能檢測光線,把光線轉換成電極信號。研究團隊並開發一組由96個電極組成的皮層內微電極陣列,植入受測者的大腦視覺皮層。

人工視網膜把電極信號傳送至電極陣列後,讓缺失神經元的視覺皮層獲得高品質量的信號,配戴者就能「看見」眼鏡接收到的光線。經過半年的測試和訓練,這位盲人學會如何辨識圖像,能夠識別字母和某些物體的輪廓及顏色。

主持這項AI人工視網膜研究的約維爾(Eduardo Fernandez Jover)教授表示,這種植入物寬度僅4毫米,每個微型電極長僅1.5毫米。它們能穿透大腦皮層,刺激和監測視覺皮層中神經元的電極活動,讓使用者夠感知人造視網膜傳輸的光的模式。

約維爾表示,這項設備的另一個重大成就,是化解部分反對人士的疑慮。植入電極的技術和侵入腦部的實驗,目前仍被部分人士排斥,但他們的微電極陣列在長期測試後,並不會影響大腦皮層的其他功能,也不會刺激相鄰的非目標神經元,因此不會對大腦造成額外負擔。此外,與放置在大腦表面的類似電極陣列相比,植入物所需的電流極低,使用上更安全。

據統計,全球約有1.5億人因青光眼或視神經萎縮等情況,導致眼睛和大腦之間的聯繫中斷,研究人員希望這種創新設備最終能夠恢復他們的視力。

研究團隊指出:「初步的臨床試驗,已證明新設備的安全性和有效性。我們已經邁出重要的一步,並證明這類設備為盲人恢復視力的潛力。這項研究的目標是提高盲人的活動能力,幫助他們輕鬆識別人、門口或汽車,提高他們的自立精神和安全性。」

約維爾表示,這項研究推進了「科學家的夢想」,但與實際應用和商業化仍有一段距離。研究團隊準備招募更多盲人參與進一步的實驗,刺激更多的神經元以產生更複雜的圖像,一旦技術成熟並大規模推廣,某些類型的失明問題將可徹底解決。

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