科學家在視覺皮層上“畫出”形狀,幫助盲人恢復視覺。圖片來源:貝勒醫學院
美國貝勒醫學院研究人員近期開發出一種方法,使用植入電極,按動態順序在人腦視覺皮層表面施加刺激,借此“畫出”受試者能夠看到的圖形。相關研究5月14日刊登于《細胞》。
“當我們通過電極刺激直接在失明者的大腦上動態地‘畫’字母時,他們能‘看到’相應的字母形狀,也能正確認出不同的字母。根據描述,他們眼前出現發光的點或線條,形成了字母,就像飛機在天上畫出的文字。”該研究通訊作者Daniel Yoshor稱。
此前科學家也進行過類似的刺激視覺皮層的試驗,但都不成功,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。在這種試驗中,受試者往往可以看到光點,卻很難辨別出物體或形狀。而新研究用軌跡描繪出輪廓,靈感來自人們在別人手掌上畫字母的游戲。
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。視力正常者的大腦中植入電極,用于監測癲癇;而失明者參與一項視覺皮層模擬設備的試驗,試驗時大腦也植入了電極。科學家按順序刺激受試者腦中的多個電極,使其產生對形狀的感知,結果表明受試者能夠正確辨識出相應字母。
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備,就可以借助這種直接向大腦輸入視覺信息的技術重新獲得感知和識別視覺形狀的能力。不過研究者也承認,這項技術要真正投入臨床應用還有一些難點亟待克服。下一步,研究人員計劃與神經工程學家合作,開發更大型的電極陣列,爭取達到數千個電極的規模,這樣便可以實現更精準的刺激;除了改進硬件,他們還需要升級實施刺激的相關算法,從而幫助失明者獲取有效的視覺信息。(晉楠)
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