视网膜植入物可以为盲人提供人工视力
EPFL的一个工程师团队已经开发出一种技术,可以部分恢复盲人的视力。这项研究发表在通讯材料.
恢复视力一直是科学家面临的最大挑战之一。在EPFL工程学院担任神经工程(LNE)美敦力(Medtronic)主席的Diego Ghezzi已经将这个问题作为一个研究焦点。自2015年以来,他和他的团队一直在开发一种视网膜植入物它可以与配备摄像头的智能眼镜和微型计算机一起工作。“我们的系统就是用来给予的盲人这是一种通过电极刺激视网膜细胞来实现的人工视觉,”盖齐说。
嵌入智能眼镜的摄像头捕捉佩戴者视野范围内的图像,并将数据发送到放置在眼镜一端的微型计算机上。微机把数据转换成光信号传送到视网膜植入物的电极上。然后电极刺激视网膜,使佩戴者看到一个简化的黑白图像。这个简化版本由视网膜细胞受到刺激时出现的光点组成。然而,佩戴者必须学会理解这些光点,以便辨认出形状和物体。“这就像当你看夜空中的星星时,你可以学会识别特定的星座。盲人患者在我们的系统中也能看到类似的东西,”Ghezzi说。
目前正在进行模拟
唯一的问题是,该系统尚未在人体上进行测试。研究小组首先需要确定他们的结果。“我们还没有被授权植入我们的设备人类患者因为获得医生批准需要很长时间。但我们提出了一个虚拟测试的过程——一种变通方法,”Ghezzi说。更具体地说,工程师们开发了一个虚拟现实程序,可以模拟患者在植入物后看到的情况。他们的研究结果刚刚发表在交流材料.
视野和分辨力
测量视力有两个参数:视野和分辨率。因此,工程师们使用这两个参数来评估他们的系统。他们开发的视网膜植入物包含10500个电极,每个电极产生一个光点。“我们不确定这是太多电极还是不够。我们必须找到正确的数字,这样复制的图像才不会太难辨认。这些点之间的距离必须足够远,以便患者能够区分两个彼此靠近的点,但它们的数量必须足够多,以提供足够的图像分辨率,”Ghezzi说。
工程师们还必须确保每一个电极能可靠地产生一个光点。Ghezzi解释说:“我们想要确保两个电极不会刺激视网膜的同一部分。因此,我们进行了电生理测试,包括记录视网膜神经节细胞的活动。结果证实,每个电极确实激活了视网膜的不同部分。”
下一步是检查10,500光点提供了足够好的分辨率——这就是虚拟现实程序的用兵之地。“我们的模拟表明,所选择的点数量,以及电极的数量,工作得很好。就定义而言,使用更多的药物不会给患者带来任何真正的好处,”Ghezzi说。
工程师们还在恒定分辨率但不同视场角度下进行了测试。“我们从5度开始,一直开到45度。我们发现饱和点是35度——超过这个点物体仍然稳定,”Ghezzi说。所有这些实验都表明,该系统的能力不需要进一步提高,并且已经准备好进行临床试验。但该团队还需要再等一段时间,才能将他们的技术植入真正的患者体内。现在,恢复愿景还停留在科幻小说的领域。
进一步探索