視覺皮層動態(tài)電刺激有助盲人恢復(fù)視覺

大多數(shù)成年后失明的人都是由于眼睛或視神經(jīng)受損，而他們的大腦則是完好的，因此幾十年里科學(xué)家一直在嘗試尋找方法繞過受損的眼部，將攝像設(shè)備中的視覺信息直接傳遞給大腦，從而恢復(fù)失明者的視力。近期，美國貝勒醫(yī)學(xué)院的研究人員將這種設(shè)想又向前推進了一大步：他們開發(fā)出一種方法，使用植入電極按動態(tài)的順序在人腦的視覺皮層表面上施加刺激，借此“畫出”受試者能夠看到的圖形。相關(guān)研究刊登于《細胞》雜志。

“當我們通過電極刺激直接在失明者的大腦上動態(tài)地‘畫’字母時，他們能‘看到’相應(yīng)的字母形狀，也能正確地認出不同的字母，根據(jù)他們的描述，他們眼前出現(xiàn)發(fā)光的點或線條，形成了字母，就像飛機在天上畫出的文字?！北狙芯客ㄓ嵶髡逥aniel Yoshor 稱。

此前科學(xué)家也進行過類似的刺激視覺皮層的試驗，但都不太成功，因為當時的方法是將每一個電極當作一個像素，同時刺激多個電極，以此組合出視覺圖像。在這種實驗中，受試者往往可以看到光點，但卻很難辨別出物體或形狀。而Michael Beauchamp 指出了本次研究的獨辟蹊徑之處：“我們沒有再嘗試用多個光點構(gòu)建形狀，而是用軌跡描繪出輪廓來，這種靈感來自人們在別人手掌上畫字母的游戲?！?/p>

為了檢驗這種方法是否有效，研究人員招募了4 位視力正常者和兩位失明者參與測試。4位視力正常者的大腦中植有電極，用于監(jiān)測癲癇；而兩位失明者在參與一項視覺皮層模擬設(shè)備的試驗，試驗時大腦也植入了電極。在本研究中，科學(xué)家按順序刺激受試者腦中的多個電極，使其產(chǎn)生對形狀的感知，結(jié)果表明受試者能夠正確地辨識出相應(yīng)的字母。

研究人員指出，這種方法的成功意味著，如果失明者愿意接受植入式設(shè)備，他們就可以借助這種直接向大腦輸入視覺信息的技術(shù)重新獲得感知和識別視覺形狀的能力。不過研究者也承認，這項技術(shù)要真正投入臨床應(yīng)用，還有一些難點亟待克服。

Beauchamp 稱：“這些電極植入的區(qū)域是初級視覺皮層，而初級視覺皮層擁有大約5 億個神經(jīng)元。這項研究中我們用為數(shù)不多的電極只刺激到了這些神經(jīng)元中極小一部分。下一步我們需要與神經(jīng)工程學(xué)家合作，開發(fā)更大型的電極陣列，爭取達到數(shù)千個電極的規(guī)模，這樣便可以實現(xiàn)更精準的刺激；除了改進硬件之外，我們還需要升級實施刺激的相關(guān)算法，雙管齊下幫助失明者獲取有效的視覺信息?！?/p>