【仿生科技大進展】科學家開發「繞過眼睛」的方式,植入電極片讓失明者重獲光明! | TechOrange


經過多年研究,科學家終於能夠解決「失明」問題!一位失明 16 年的婦女,在參與了為期 6 個月的神經科學研究,現在可以透過「大腦植入物」,重新看到世界。

研究人員如何繞過「眼睛」?

《MIT Technology Review》報導 ,一位西班牙女士戈梅茲(Bernardeta Gómez)在 42 歲時得到視神經病變(toxic optic neuropathy),從此破壞了他的眼睛與大腦之間連結的神經束,在壯年時期陷入失明。

但在 16 年後,戈梅茲參與了位於西班牙艾爾切的大學(Universidad Miguel Hernández de Elche)研究,戴上一副眼鏡,重新看到 6 個月「點陣式」的世界。

這副外觀像是塗黑的眼鏡,佈滿了細小的鏡頭,透過線路將畫面實時傳送到電腦,電腦則將畫面訊息轉成電子訊號,透過戈梅茲女士先前植入到頭骨後部的端口(port)。戈梅茲女士用大腦「看到」的畫面,則是由訊號重新組成的「光點」。

整個研究中,端口的設計最精妙的地方了。這個電子植入物品能夠連接戈梅茲大腦視覺皮層中的 100 條神經元,繞過眼睛,直接讓戈梅茲看到房間擺設、紙上的字母、人。

人類可以直接用大腦感知世界?

過去科學家研究如何透過「人工」物品替代人體上壞死的器官,例如人造眼睛、人造視網膜,但是有許多像戈梅茲一樣「視網膜損傷」的盲人,人工眼睛並無法幫助他們。

主導這次實驗的西班牙神經工程師費南德茲(Eduardo Fernandez)告訴《MIT Technology Review》:「神經系統接收的訊息,跟電子設備的訊息是一樣的。」植入技術如果持續進步下去,人類有可能繞過器官,直接將訊息送達腦部。

直接向大腦輸入訊號

主流醫學中,人類的電子植入物不算是新鮮事。

《BBC》報導 ,2019 年加拿大科學家安大略省韋斯敦大學(Western University)教授喬格(Mandar Jog),發現透過電子植入物,可以增強大腦傳遞給腿部神經的訊號,刺激受疾病影響的大腦反饋機制,進而提高帕金森氏症患者的行動能力。

其實常見的助聽器也是類似效果。助聽器能夠將外部麥克風接收到的聲音轉變成電子訊號,將電流脈衝發送到附近的神經。

取代眼睛的難度很高、成本也很高

為了將植入物接入戈梅茲的大腦,神經工程師費南德茲花了不少力氣研究兩件事:

1. 解析視網膜產生訊號的方式
2. 如何傳遞給大腦。

實驗室與醫院合作,提供自願捐獻者的視網膜(通常只有 7 個小時可用),費南德茲會在實驗室測量電子訊號打在視網膜的樣子。

接下來是製作植入物。費南德茲採用著名「猶他陣列」(Utah array),一種在 90 年代開發的電極陣列,經常用於腦機溝通介面,這次則偵測腦部電極訊號。

著名的「猶他陣列」,植入戈梅茲頭骨之下接觸神經

 

「仿生眼」技術或許能能解救全世界失明人士

儘管已經出現驚人的結果,但這項研究還沒到結束的時候。工程師費南德茲說:「戈梅茲是第一位患者,但在接下來幾年中,我們預計在另外五位盲人身上安裝植入物。」

全世界至少有 3600 萬失明人士,他們的野心很大,希望未來將能將這項技術普及到這些人身上,拯救更多苦於生活的失明人士。

參考資料:
|MIT Technology Review A new implant for blind people jacks directly into the brain

(本文提供合作夥伴轉載,首圖來源:wiki)

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