木易 发自 凹非寺 
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

绕过人眼，只需往大脑中植入一个装置，在电流刺激后，就可以让失明患者成功复明？

对，没错，这不是科幻片，这是科学家们对于失明患者重获视觉的一项研究。

这种植入视觉的研究，已经持续了数十年，由于植入装置上的局限，目前能重现的视觉像素，还非常有限。

不过，在最新的Science上，这一领域取得了重要突破：研究人员开发出了高分辨率的装置，让更复杂更多像素的视觉重现，成为可能。

在之后的验证中，通过电流刺激，这个装置，成功让实验猴「看见了」。

这项研究，是由荷兰神经科学研究所等院校团队带来的。

绕过人眼，植入视觉，高分辨率？这都是怎么做到的？就让我们来详细看看。

绕开人眼的视觉：光幻视

绕开人眼产生视觉，是通过一种名为光幻视的生理现象实现的。

大家现在可以闭上眼睛，用手去轻微摁压眼珠，是不是能感觉到有光圈？

对，这就是光幻视，这是由外界受到了的刺激，传递给了大脑，所产生的光感。

除了机械刺激外，研究发现，电刺激、磁刺激以及药物，都可能产生光幻视。

早在数十年前，便已有实验表明：当电流刺激大脑特殊位置时，会产生光幻视。

这种直接刺激大脑产生的光幻视，便真正地让「绕开了人眼、产生视觉」成为可能。

高分辨率的植入装置

正是基于电流和光感之间这种独特的联系，研究者们一直尝试开发了一种电极植入物，来作为研究的桥梁。

这种植入物，是帮助生成视觉的人工装置，被称作皮质视觉假体（CVPs）。

理论上，可以将人工生成的图像转换成电流信号，通过装置刺激大脑，最后创造出可感知的视觉。

但是，以往类似的植入电极，总是受到位置、功率和数量的限制，产生的光幻视感知像素往往是很少的。

而在这项研究中一大亮点，便是研究者开发出了新装置：相对于之前，有了更高的分辨率，包含1024个电极的阵列。

1024个电极是什么概念？简单理解的话，可以将一个电极的刺激，理解成一个像素点。

在正常情况下，创造一个字母形式的感知，只需要8-15个像素点。

而这次共有1024个电极，极大地提高了目前已有的感知「像素」，这为产生更加复杂的光幻视图像，打下了基础。

之后，在猴脑实验中，这一装置的可靠性和有效性，也得到了验证。

在验证实验中，研究者将这个电极装置，植入了两只猴子的大脑视觉皮层。

这些猴子，在事先已经接受了特定形状（如字母）的识别训练。

研究人员让受试猴子由易到难，完成了一系列的测试：

• 通过眼球运动，报告单个刺激产生光幻视的位置；

• 多个电极同时产生微刺激，创造一个字母形式的感知；

• 一系列电极进行微刺激，产生在某个方向上的运动。

最终结果显示，通过植入的人工装置，猴子能够产生视觉感知，并成功识别出形状，这些感知包括移动的点、线条和字母等。

他们能够立即识别出这些特定视觉形状，就像它们真的通过眼睛看见了一样。

重见光明，还有几步路

这项最新研究，带来了希望。不过，到重见光明，还有几步路要走。

研究人员在最后总结中，给我们列举了还需解决的几个关键问题：

• 在装置上，需要进一步提高电极密度，减少体积，增加像素；

• 在通信上，有必要创建具有高通道数的无线技术；

• 装置材料上，还得改进生物相容性电极，以减少或避免装置给人体带来的副作用。

不过，虽然还需要攻克几大难关，但是这项研究带来的高分辨率像素，已经是一个重大的突破。

该研究的通讯作者Roelfsema，便这样说道：

我们植入视觉皮层的电极的数量，以及我们能够产生高分辨率人工像素的图像，都是前所未有的。

完全有理由相信，盲人复明，未来可期。

原文链接：
https://science.sciencemag.org/content/370/6521/1191#aff-1

参考链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/Rc2FZxwVlr2ivBEnVv3gAw

— 完 —

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