脑植入术使盲人妇女第一次产生人工视觉，可以感知形状和字母

　　据悉，一种直接植入大脑的＂视觉假体＂，使一位盲人女性16年来首次能够感知二维形状和字母。
　　上图：伯纳·戈麦斯，戴着眼镜测试＂视觉假体＂。
　　最近，美国的研究人员在光学义肢方面取得了惊人的进展，近日他们公布了实验结果，展示了一种可以帮助盲人重新看到东西的方法。
　　42岁时，伯纳·戈麦斯患上了中毒性视神经病变，这是一种非常有害的疾病，它迅速破坏了连接眼睛和大脑的视神经。短短几天，戈麦斯的两个孩子和丈夫的脸都消失在了黑暗中，她的科学教师生涯也戛然而止。
　　然后，在2018年，57岁的戈麦斯做出了一个勇敢的决定。她自愿成为第一个将带有100个微针的微小电极植入她大脑视觉区域的人。 该植入设备原型机的尺寸很小，大约4毫米乘4毫米，植入6个月后再取出来。
　　与正在探索的视网膜植入物不同，视网膜植入物是作为人工使用光刺激离开视网膜的神经的手段，而这种被称为＂Moran|Cortivis＂的特殊装置，可以完全绕过眼睛和视神经，直接进入视觉感知的源头。
　　上图：犹他电极阵列正在运行。
　　在西班牙接受神经外科手术后，伯纳·戈麦斯在接下来的六个月里每天都要进实验室四个小时，接受＂视觉假体＂的测试和训练。
　　前两个月主要是让戈麦斯区分她仍然偶尔能在脑海中看到的自发的点状光点，和直接刺激她的假体而产生的光点。一旦她能做到这一点，研究人员就可以开始给她实际的视觉挑战了。
　　戈麦斯报告说，当假肢中的电极受到刺激时，她＂看到＂了一束光，这被称为＂磷光＂。根据刺激的强度，光斑可能更亮，也可能更暗，白色或更深的深褐色。
　　当同时刺激两个以上的电极时，戈麦斯发现更容易感知光斑。一些刺激模式看起来像密集的点，而另一些则更像水平线。
　　垂直线对研究人员来说是最难诱导的，但在训练结束时，戈麦斯能够以100%的准确率正确区分水平和垂直模式。
　　此外，戈麦斯还报告说，当我们增加刺激电极之间的距离时，感知的形状更长。＂科学家称，＂这表明光幻视的大小和外观，不仅是刺激电极数量的函数，也是它们空间分布的函数。 ＂
　　鉴于这些有希望的结果，实验的最后一个月被用来研究戈麦斯是否可以用她的植入物＂看到＂字母。
　　当以不同的模式同时刺激多达16个电极时，戈麦斯可以可靠地识别＂I、L、C、V和O＂等字母。她甚至可以区分大写字母O和小写字母O。
　　其余字母所需的刺激模式仍是未知的，但研究结果表明，我们用大脑中的电极刺激神经元的方式，是可以创建二维图像的。
　　实验的最后一部分是，让戈麦斯戴上嵌有微型摄像机的特殊眼镜。这台摄像机扫描她面前的物体，然后通过植入物刺激她大脑中不同的电极组合，从而产生简单的视觉图像。
　　这副眼镜最终让戈麦斯能够分辨出纸板上黑白相间的边框。她甚至可以在电脑屏幕的左半部分或右半部分找到一个大的白色方块的位置。而且，戈麦斯练习得越多，她的速度就越快。
　　结果是令人鼓舞的，但在六个月的时间里，它们只存在于单一的受试者身上。在这个原型投入临床使用之前，它还需要在更多的患者中进行更长时间的测试。
　　其他研究已将相同的微电极阵列（称为犹他电极阵列）植入大脑的其他部位，以帮助控制假肢，所以我们知道，它们至少在短期内是安全的。但这项技术仍处于早期阶段，在短短几个月的运行中，其功能可能会稳步下降。
　　虽然工程师加强了设备的可靠性，但我们仍然需要确切地知道，如何对解释视觉输入的软件进行编程。
　　去年，休斯敦贝勒医学院的研究人员将一个类似的设备插入到视觉皮层的更深部位。在五名研究参与者（其中三人视力正常，两人失明）中，研究小组发现，该设备帮助盲人追踪到了W、S和Z等简单字母的形状。
　　在戈麦斯的案例中，没有证据表明该设备会引发神经死亡、癫痫发作或其他负面副作用，这是一个好迹象，表明微刺激可以安全地用于恢复功能性视力，即使是那些视网膜或视神经遭受不可逆转损伤的人也是如此。
　　犹他大学的生物工程师表示：＂这项研究的目标之一就是给盲人更多的活动空间。它可以让他们很容易地识别一个人、门口或汽车。它可以增加独立性和安全性。这就是我们努力的方向。＂
　　目前，似乎只有非常基本的视觉形式可以通过视觉假肢恢复，但我们对盲人和有视力的人的大脑和这些设备研究得越多，我们就越能更好地弄清楚，某些刺激模式如何能够重现更复杂的视觉图像。
　　也许有一天，由于戈麦斯和科学家们的努力，未来的其他病人也可以用这个植入物来追踪整个字母表。目前，另外还有四名病人排队试用该设备。
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