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电子仿生眼技术不成熟

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    2019-2-15 09:34
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    发表于 2017-4-21 21:03:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
      电子仿生眼技术不成熟
      仅适于视网膜光信号传输能力丧失者
      由此可见,义眼只是起到美观的作用,小斌斌如何“看见”仍是个问题。

      其实,就在惨案发生后不久,林顺潮曾提出给小斌斌安装电子仿生眼,利用最新的科学技术帮助孩子再次“看见”。就在人们为此欢呼雀跃的同时,质疑声也一浪高过一浪,电子仿生眼技术真的已经达到如此先进的地步了吗?

      电子仿生眼技术也叫电子视觉假体,包括摄像头、视频处理器、发射器、接收器、微芯片等组成部分,它适用于那些丧失视网膜光信号传输能力的人。

      其中微芯片是连接神经系统的,也是技术的核心部分。至于其工作原理,窦宏亮解释说,电子仿生眼技术主要是通过在视觉通路的神经组织上植入一个微电极阵列,将采集到的外界视觉信息转换成视觉神经组织的电刺激信息,从而在大脑视觉中枢上产生光幻视,让盲人获得光感,重建视觉。

      “根据微芯片植入位置不同,电子仿生眼分为两类:一种是在视网膜处植入芯片,另一种是在大脑枕叶视中枢位置植入芯片。”窦宏亮说,在视网膜处植入芯片的技术,对视细胞受到损伤但视网膜神经节细胞完好的患者有用,这意味着,患者必须有从视网膜到大脑的视神经细胞及一些完整的视网膜细胞,像视网膜色素变性或老年黄斑变性等病的患者,就可以采用这样的技术,但也只能恢复一部分视力,如光感、轮廓等;而在大脑枕叶视中枢位置植入芯片还没有临床的案例。

      在大脑枕叶视中枢位置植入芯片是最理想的,但是这项技术还不够成熟,而且放置这些装置需要在脑内进行手术,存在感染及其他风险。目前医学家们正在积极研究,距离这种技术成熟完善或许还需要5到10年的时间。

      触觉导盲作用有限尚可一试
      电极刺激感知线条视觉经验重塑画面
      就现有条件,如果真想让小斌斌‘重见’光明,也许可以试一试触觉导盲!
      触觉导盲就是现在人们经常提起的前额导盲仪和舌头导盲仪,通过电极的刺激,失明者能感觉到眼前物体的线条和轮廓,但必须依靠以前的视觉经验来丰富这些线条的“血肉”,让它们变得栩栩如生起来。也就是说,如果使用者之前从来没有看见过,这类设备对他来说就无法起到任何作用。

      前额导盲仪利用微摄像头拍摄失明者前方信息,拍摄到的影像信息被传送到微电脑里。微电脑先将影像轮廓线条数据化,然后把这些数据转换为电子脉冲信号,脉冲信号会从使用者前额部位装载的数百个电极处输出。使用者通过前额的触觉感知这些输出信号,进而在大脑中形成对物体轮廓线条的认知。如同使用手指触摸点字阅读一样,使用者可以通过前额感知电子信号所传达的物体的位置、动作、形状,来想象眼前空间的具体情况。

      前额导盲仪由日本一家公司在2005年研发。实际上,其发明者也毫不讳言这种设备的局限。它携带的摄像头要在光线充足的地方才能捕捉到影像,因此在光线很暗的房间或夜晚街灯不够明亮的道路上无法使用。夏天炎热的天气里,前额出汗时,脉冲信号的刺激会变弱,甚至没有,只有将汗水擦干才能使用。因此,前额导盲仪并不适合需要剧烈运动的失明者。

      舌头导盲仪则是通过一个安装在太阳镜上的微型摄像头拍摄使用者眼前的影像,影像信息传递到一个手动控制器上,控制器先把这些信息转变为低像素的黑白灰画面,再转换为对应的电子脉冲信号。此时,“再造画面”的脉冲信号通过电极传感器刺激舌头,脉冲强度根据影像黑白两色决定——白色会有强烈脉冲信号,黑色则没有脉冲信号。电极传感器约有400个触头,脉冲信号刺激舌头并通过神经传递至大脑,大脑的“视觉区域”会帮助还原画面中影像的轮廓。这样,失明人士就可以通过舌头感觉到不同的电脉冲刺激,“看”到一些东西。

      不过,对舌头导盲仪能起到的作用,有专家质疑说,如果使用者在走动时,可能会影响舌头触觉的感知功能,因此在日常生活中尚难以应用。

      “就目前技术而言,这些设备只能帮助失明者看到模糊的物体轮廓;他们‘看’到的世界是一片黑白,没有色彩。而且使用这些设备还要经过长期的适应性锻炼,短时间内还无法引入国内。” 窦宏亮说。

      ■相关链接

      电子仿生眼研发历程
      第一代 让病人恢复明暗视觉

      2002年,第一代电子仿生眼的视网膜植入装置只集成了16个电极。也就是说,植入了这种人工眼的6名自愿者只能看到16像素的明暗色块,这会让病人恢复明暗视觉。

      第二代 让人看到光明、分辨基本形状

      2009年7月中旬,第二代电子眼获得美国食品与药品监督管理局的认可进入临床试验。

      二代产品拥有60个电极,植入这种人工仿生眼的患者可以看到60像素的图案,它除了能帮助使用者看到明暗外,还能让他们分辨物体基本形状。

      第三代 正在试验,有望辨认亲人面部特征

      目前,拥有200多个像素的第三代产品正在进行试验,别小看了这不起眼的200像素,如果它能顺利推广,将能让至少2000万盲人重新拥有辨认亲人面部特征的能力。但从实验室进入临床应用,保守估计起码还要5到10年。

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