帮盲人重见光明，仿生眼即将成为现实！

电子工程世界 2022-04-10 07:30 1457浏览 0评论 0点赞

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几十年来，科学家们一直在研究这样一个课题“通过生物学与电子科技的融合来增强人体器官，强化人类感官。”随着研究的不断深入，近些年，我们开始频繁看到外骨骼装甲、机械义肢的技术发展，当然人们也开始期盼，像科幻小说电影中描写的人造仿生眼是否也快要诞生了呢？近日，悉尼大学生物医学工程学院的 Samuel Eggenberger 及其同事开发了 Phoenix99，这是一种新的可植入设备，旨在恢复视网膜退化患者的视力。

在正常人的视觉中，光会被感光细胞所接收到，感光细胞又将光转化为电信号，紧接着这些信号发送到大脑中，从而让我们看到并认识这个世界。而在一些疾病的影响下，比如色素性视网膜炎和年龄相关性黄斑变性 (AMD) 会损害这些感光细胞，使得视觉过程第一步就被迫中断，从而造成人们的视觉障碍。而Phoenix99的原理就是跳过第一步，将接收到的电信号直接传递到剩余的视觉通路中，从而“欺骗大脑”，让大脑相信已经接收到了光线，这样就能够恢复视力了。

A) 整个植入物的照片，包括 (1) 电极阵列、(2) VS 胶囊、(3) 硅胶索环、(4) 柔性电缆和 (5) TI。B) 最终外形尺寸的 VS 的 3D 渲染。VS 在不同部分的关键尺寸。C) 整个系统及其在全球的位置的艺术家视图。

当然大脑被“欺骗”后所形成的图像和视力比起正常人更像是分辨率较低的像素风格画面。这是因为虽然跳过了感光细胞，可以让相邻细胞直接进行传输感光细胞的脉冲，沿着线路发送信息，但这些信息都将会是简化版本。

Eggenberger说“我喜欢做这种心理锻炼，闭上眼睛，试着想象我在房间里的位置。然后我意识到，如果该设备能够为我提供门所在的垂直线或窗户所在的亮点，它已经非常有用了。我们正在从完全没有视觉到有功能的东西，”

当然研究人员还会在移植仿生眼的患者头上再装上一个微型摄像头，这个摄像头可以甄别掉所有对导航没用的信息，简化图像，再运用一套指令传送到大脑当中。虽然Phoenix99无法帮助病患重新获得他们曾经拥有的全套视力，但科学家希望，通过这一系列的调整，帮助他们获得对环境导航有用的视力水平。

然而Phoenix99依然面临两个急需解决的限制：

其一是解决电极的大小和它们能够传输的电流之间的关系。为了刺激细胞，需要一定水平的电流，较小的电极传递的电流较少。为了获得更高的分辨率，研究人员不得不去开发更小的电极，同时提供更多的电流。大型电极虽然可以触发多个神经元激活，但同时也可能会发出相互矛盾的信号，而大脑难以解释这些信号。如果想改善Phoenix99能够传递给大脑的各种感官信息，这些都是科研人员需要克服的挑战。

其二是解决手术的安全问题。在将设备植入需要它们的人的手中或眼睛之前，首要得证明手术是安全的，并且患者身体会接受植入物。研究小组将九个装置植入绵羊体内，作为模型生物。从动物身上获得关于视觉改善的可靠数据是一项挑战，因为无论他们的视觉是否改善或何时改善，他们都无法发声。这些实验的重点是验证Phoenix99的生物相容性并改进手术过程。好在，针对绵羊手术是成功的。在早期的测试案例中观察到一些轻微的并发症，但研究小组确实进行了必要的调整，并最终采用了一种他们认为对人体组织影响最小的程序。

当然研究也面临着一些伦理监管问题，关于这点，研究团队已经准备开始与伦理委员会和监管委员会就转移到人体试验进行对话。Eggenberger表示，虽然现在还只是在实验的初期，但我想等到Phoenix99正式提供给那些视力丧失的人，并让他们从中获益，那时候，仿生眼就会真正成为现实。

来源：

https://www.syfy.com/syfy-wire/phoenix99-bionic-eye-could-restore-and-enhance-human-vision

https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2021/12/01/bionic-eye-study-paves-the-way-towards-human-trials.html

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