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第二代仿生眼!可植入的人工视觉系统,帮助盲人重见光明

文章来源: 茶马星球视野       发布时间:2019-08-12

全世界有3600万人因疾病或受伤而失明。直到10年前,这些患者还几乎没有机会重见光明。2009年曼彻斯特大学的医生在一名患者身上植入了第一个Argus II仿生眼。现在10年过去了,Argus II仿生眼的制造者正在试验一种更先进的人工视觉系统,它会直接植入病人大脑。

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它被称为猎户座视觉皮质假体系统,是由一家名为第二视觉的公司开发的。就像之前Argus II仿生眼一样, 猎户座假体系统通过安装在一副眼镜上的相机来捕获图像, 之后视频处理单元会将摄像机所看到的转化为佩戴者可以编译的电脉冲,植入物接收电脉冲后刺激使用者的大脑创建一个感知图像。Argus II仿生眼使用的植入物固定在病人的视神经上,而猎户座系统的植入物直接位于大脑本身。


这种植入物是通过在患者头部后部枕叶上方的小开颅术安装的,通过把电极阵列放置在大脑的两个半球之间的位置,正对着视觉皮层。然后把电子设备钻入入颅骨,就在开颅手术位置的旁边。电子封装中包含一个小的传输线圈,可以无线接收来自系统外部部件的数据和能量。

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整个手术安装过程需要病人住院一晚,然后需要三到四周的恢复期,之后就可以开机了。这个时候,用户戴上眼镜,把各种组件连接起来,这时候他们开始看到一些电子设备上的光点及光斑,但接下来还有很多工作要做。


光幻视是植入物的60个电极阵列电刺激视觉皮层的结果,每一个电极都需要单独调整,以提供尽可能清晰可辨的光点。这个过程需要几周到几个月的调整来完善。下一步是建立一个空间映射,确保每个电极都在为病人大脑中的成像点提供能量。

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每一个电极都要反复试验,研究人员希望病人训练至不需要移动眼睛,自然形成看到光线时的反应。而当病人移动眼睛时,大脑预计将会看到一些不同的东西,而事实上,他们不会看到任何不同的东西,只是因为他们通过摄像机把所有的东西都记录下来。所以病人必须被教会眼睛要向前看,就像照相机一样。


一旦映射完成并被确认准确,这些数据就会被输入到一个算法中,这个算法可以用来将视频转换成刺激参数,从而复制相机所看到的东西,然后只需再花几个月的时间来适应这个系统,并学习如何最有效地使用它。


关于猎户座假体系统的早期可行性研究正在加州大学洛杉矶分校医学中心和休斯敦贝勒医学院进行,以确保该技术在更大规模的试验中安全可靠。作为第一个也是唯一一个可植入的人工视觉系统,该研究属于美国FDA的突破性研究设施的一部分,但是获得FDA的批准仍然有漫长的道路。

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最令人兴奋的是第二视觉团队的下一步计划。除了在阵列中填充越来越多的电极以提高图像保真度外,他们还将电极数量扩展到150到200个通道之间。


该团队还在研究人脸和物体识别功能。由于用户所看到的图像仍然是绝对低保真度的,结合这些技术将使系统能够帮助佩戴者,而不仅仅是刺激他们的大脑。当物品进入相机视野时,这个物体识别软件会在他们的耳朵里告诉他们,你眼前的东西是什么。


接下来他们还有更高的目标,就是研究如何将一个热摄像机集成到其系统中,从而使用户能够在红外线下看到东西,就像大自然中敏锐的捕食者一样。

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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