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神奇的“視網(wǎng)膜芯片”竟能幫盲人復明?

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視覺是人們獲取外界信息的重要途徑,但是盲人卻失去了正常的視覺,科學家們一直想幫助盲人改變現(xiàn)狀。比如,一直以來就有很多科學家在研究一個東西叫“視網(wǎng)膜芯片”,那么究竟這個視網(wǎng)膜芯片是干什么的呢?管用嗎?

我小學的時候就看過這么一個新聞,電視里說,有科學家研究出來了幫助盲人看見世界的這么一個設備,新聞里還進行了展示,有盲人戴著躲避障礙物。沒過幾天,我在報紙上也看見了,那個標題叫“電子眼讓盲人重見光明”。當時我們班里有一次搞一個小品,說長大要當科學家,還引用了這個新聞。結果很巧的是,長大以后我做的研究方向也是和這個相關的。

其實我們經(jīng)常說幫助失明的人“重見光明”并不是那么準確,失明并不一定是一點光都看不見的。按照世界衛(wèi)生組織的標準,如果一個人視力較好的那只眼睛,再怎么矯正也不到0.05,就算作是失明。0.05什么概念?咱們平時體檢視力表上最上面、最大的那個是0.1,就是比那個還大的,戴上最合適的眼鏡都看不出來口朝哪邊。另外,如果是視野半徑小于10度,也算作失明。

科學家也想過很多不同的辦法,想讓盲人在視覺方面有所改善。1978年的時候有科學家提出了一個叫做“光幻視”的方法,直接用電極陣列來刺激大腦的視覺中樞。因為人看東西,雖然說是眼睛看,但是最終是大腦感覺到的呀,那你直接刺激大腦感受視覺的區(qū)域,如果刺激得正好合適,就能讓它直接感受到“看見”。但這種方法后來研究的人很少,因為風險大,需要開顱,容易感染。而且到底怎么刺激才能讓人感覺到對應看到的感覺,這個很復雜。

除了直接刺激大腦之外,另外一個方法是從眼睛上下手,就是我們開篇說的叫做視網(wǎng)膜芯片,或者叫視網(wǎng)膜假體、視覺假體,主要針對因為視網(wǎng)膜疾病導致的失明。這個已經(jīng)有商業(yè)公司成功的案例了。

視網(wǎng)膜的作用大家也都知道,外界的光影通過眼球成像在視網(wǎng)膜上,視網(wǎng)膜感覺到這個影像之后,再傳遞給大腦的視覺中樞,就有看見的感覺了。實際上視網(wǎng)膜是把光信號轉換成了電信號,因為感到的是光信號,往大腦里進行傳輸?shù)倪^程中神經(jīng)傳輸?shù)闹饕请娦盘枴?/p>

所以有人模仿這個原理,做出來視網(wǎng)膜假體,也就是視網(wǎng)膜芯片。這個原理上也有兩種,一種叫“主動式”,一種叫“被動式”。被動式比較容易理解,你不是視網(wǎng)膜壞了嗎,我做一個裝置放到人的眼球里面感光,傳感器感受到光之后,經(jīng)過電路處理產(chǎn)生電刺激信號,刺激視網(wǎng)膜還存在功能的細胞,然后傳導給視神經(jīng)。相當于是我做了一個把光信號轉換成電信號的裝置,直接替代視網(wǎng)膜的功能。

還有一種叫主動式的,是通過攝像頭拍攝外面的世界,然后處理編碼之后無線傳輸?shù)揭暰W(wǎng)膜芯片上,傳遞給電極,產(chǎn)生電流刺激視神經(jīng)。當然這些電極都是要植入到眼睛里面,所以都是用生物兼容性特別好的柔性電極。

這個主動式的曾經(jīng)國外有個品牌叫Argus,他們的第二代是做到了60個像素,在有些國家是有許可證可以給人植入的。當然很貴,手術費用要15萬美元,效果還不錯。有人說這叫效果還不錯?就60個像素能看見啥呀,這得多模糊?。窟@個看怎么比,要是個視力正常的人,你給他裝個60個像素的芯片他能把你打死,但是對于本來基本什么都看不見的患者,現(xiàn)在能看到60個像素了,就是個很大的進步了。

另外他們這個公司本來計劃要做第三代,說是能做到1000個像素,但是因為公司運營的不太好,后來和另一個公司合并了,聽說售后都很難保障了。不過這個研究本身還在有很多人繼續(xù),他們的團隊負責人也來中國和一些機構進行合作研究。我們也希望將來能有更多的突破。

除了視網(wǎng)膜芯片以外,其實還有一種幫助盲人的助盲器,是不用植入的,盲人含在嘴里,就能產(chǎn)生類似于“看見”的感覺。你說神奇不神奇?感興趣的朋友可以搜一搜看一看,以后有機會也給大家詳細講。

無論哪種方式,都是幫助盲人改善生活,這也是科學家們的社會責任之一。

本文為科普中國·星空計劃扶持作品

作者:張宇識

審核:黃永光(中科院半導體所 副研究員)

出品:中國科協(xié)科普部

監(jiān)制:中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

內(nèi)容資源由項目單位提供

評論
演繹無限精彩!
大學士級
隨著視網(wǎng)膜芯片臨床實驗的成功和技術不斷革新及發(fā)展,視網(wǎng)膜植入設備,會在不久的將來得到更廣泛的運用,為失明患者帶去重見光明的希望!
2023-07-29
天津.諸葛
少師級
人工智能發(fā)展突飛猛進,生物智能芯片在醫(yī)學領域的探索應用,解決了許多醫(yī)學難題,未來可期。
2023-07-29
坦 蕩 蕩
少師級
視網(wǎng)膜芯片相當于是做了一個把光信號轉換成電信號的裝置,直接替代視網(wǎng)膜的功能。這真是盲人朋友的福音。
2023-07-29