转载：本文嚟自微信公众号“学术头条”（ID:SciTouTiao），作者：阳光，转载经授权发布。
眼睛是心灵嘅窗户，都是我哋感知世界嘅重要器官之一。但是，全世界目前有大约 3200 万盲人，咁巨大嘅一个数字，使得重建盲人嘅视觉系统成为 医学领域重点关注嘅方向之一。
目前，已经该有多种方式可以使视觉系统得以改善，比如通过逆转视力受损细胞嘅方式使动物重见光明，以及通过脑皮层植入嘅方式喺脑海中展现特定内容。同样，随住电子集成嘅发展，仿生眼都进入 临床试验阶段。
呢排，嚟自瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）嘅研究人员成功研发 一种性能更优越嘅视网膜植入物，通过植入患者眼睛内，就可以使患者重见光明。
相关论文以 “Photovoltaic retinal prosthesis restores high-resolution responses to single-pixel stimulation in blind retinas” 为题，发表喺科学期刊《通讯-材料》（Communications Materials）上。
（来源：Communications Materials）
新型嘅视网膜植入物由高度柔性嘅材料制成，并包含光伏像素。研究人员表示，呢种视网膜植入物预计会系佩戴者提供 46 度嘅视野（而第啲视网膜植入物只能帮助患者恢复 20 度左右嘅视野）同更好嘅分辨率。
对于盲人群体嚟说，新型视网膜植入物意义重大，因为这款产品不仅可以使佢哋恢复部分视野，仲可以显著改善佢哋嘅生活质量。
现有植入产品效果不佳
使盲人重见光明，听起嚟是一件等人不可思议嘅事，甚至像是科幻小说入面面嘅情节。一直以嚟，这都是科学家哋面临嘅最大挑战之一。
喺现有盲人人群度，大约有 200 万～400 万人是由于视网膜中光敏细胞丢失导致嘅失明。对于呢种类型嘅失明，最有希望嘅治疗方法是将一种包含刺激视网膜细胞嘅电极嘅视网膜植入物放入眼睛中。
现有嘅视网膜植入物通常由直接放置喺视网膜上嘅电极网格组成。将植入物连接到一副眼镜、一台照相机同一台便携式微型计算机上。相机捕捉进入植入者视野嘅图像，并将呢啲图像发送到计算机，计算机将佢哋转换成电信号，然后传输到电极。电极根据喺视野中检测到嘅光模式刺激视网膜神经节细胞。
但是，植入者为 过上正常嘅生活，要求必须恢复至少 40 度嘅视野，但是目前嘅植入物产品效果不佳，只能帮助患者恢复 20 度嘅视野，呢啲佩戴者仍然被认为是盲人。
（来源：Pixabay）
Diego Ghezzi 是 EPFL 工程学院神经工程学（LNE）Medtronic 主席，佢同佢嘅团队自 2015 年以嚟一直喺开发一种视网膜植入物，呢种植入物可以同配备摄像头嘅智能眼镜同微型计算机配合使用。“我哋嘅系统通过使用电极刺激视网膜细胞嘅方法，但系以为盲人提供一种人工视觉。”Ghezzi 说。
同时，佩戴者哋必须学会点样 “解释” 传入嘅视觉，以便 “睇到” 图像。图案越多、越细致，佩戴者就越容易识别佢哋。
Ghezzi 补充道：“好似人哋睇住夜空中嘅星星一样，我哋可以学会识别特定嘅星座。盲人会睇到同我哋观测星空系统相似嘅嘢。”
10500 个电极，等盲人 “睇” 得更清晰
同传统嘅植入物一样，EPFL 嘅植入物由像素阵列、眼镜同照相机组成，但不同嘅系，呢种新型视网膜植入物没有电线。同时，呢种植入物仲具有较大嘅表面积，从而起到扩大视野并提高图像质量嘅作用，更大嘅尺寸都意味住更多嘅视网膜细胞被光伏像素刺激。
LNE 嘅科学家 Laura Ferlauto 表示：“呢种植入物将扩大视野。现有嘅植入物只能刺激视网膜中心嘅细胞。” 实验室嘅博士生 NaïgChenais 补充道：“这都意味住我哋可以增加光伏像素嘅数量，从而使图像更加清晰。”
图 | 同一张图像睇起嚟却有好大嘅不同，具体取决于可用嘅像素数 （来源：EPFL News）
喺解决像素问题嘅同时，研究团队使用 视野同分辨率这两个参数嚟评估佢哋嘅系统，佢哋开发嘅视网膜植入物包含 10500 个电极，每个电极都可以产生一个光点。
Ghezzi 讲：“我哋不确定电极是太多定系不够。我哋必须揾到正确嘅电极数量，咁样才能使出现嘅图像唔会变得太难辨认。呢啲点嘅距离必须足够远，从而帮助患者区分彼此接近嘅两个点，但是必须有足够多嘅点，先能提供足够大嘅图像分辨率。”
同时，研究人员仲必须确保每个电极都可以可靠地产生一个光点。Ghezzi 解释道：“我哋想确保两个电极唔会刺激视网膜嘅同一个地方。因此，我哋进行 电生理测试，其中包括记录视网膜神经节细胞嘅活性。结果证实，每个电极确实激活 视网膜神经节细胞嘅不同部分。”
图 | 视网膜植入物可以为盲人提供人工视觉 （来源：EPFL News）
根据目前模拟嘅结果显示，所选嘅点数量以及电极数量效果良好，但系以畀患者带嚟真正嘅好处。此外，研究人员仲以恒定嘅分辨率、不同嘅视场角进行 测试。“我哋从 5 度开始，一直测试到 45 度，我哋发现饱同点为 35 度，超过呢个点后，植入物可以保持稳定。”Ghezzi 说。
呢啲实验嘅结果可以充分表明，相比于现有嘅视网膜植入物产品，呢种新型视网膜植入物嘅效果更佳。
尚未进行人体试验
到目前为止，现有嘅视网膜植入物嘅尺寸主要受到眼睛手术切口长度嘅限制。“切口必须尽可能小，咁样才能避免损坏组织。” Chenais 说。
为 克服呢个障碍，研究人员选择使用 一种非常柔韧嘅材料。这使得植入物能够喺手术过程中折叠，从而可以插入更大嘅植入物，而不必延长切口长度。
而且呢种材料是一种透明嘅、无毒嘅聚合物，已经喺医学领域长期使用。LNE 嘅另一个博士生 Marta Airaghi Leccardi 表示：“因为聚合物具有柔韧性，所以植入物可以弯曲到眼睛嘅曲率，并同视网膜神经节有更大嘅接触。” 喺第一轮测试度，原型被证明是无毒嘅，并成功增加 视野同视敏度。
图 | 视网膜植入物可以为盲人提供人工视觉 （来源：EPFL Alain Herzog）
目前唯一嘅问题是，该系统仲未有喺人体上进行测试。Ghezzi 讲：“由于获得医疗批准需要好长嘅时间，我哋目前仲未有获得将我哋嘅设备植入人类患者体内嘅授权。”
因此，佢哋下一步将是尽快进行体内试验验证，以研究第啲一啲相关因素嘅影响。“睇到人类点样适应呢种新嘅视觉方式都好有趣，这同我哋嘅自然视野是不同嘅。”Ferlauto 说。
虽然目前恢复视觉仍是一个比较科幻嘅领域，但是，这项研究或者可以等我哋相信，喺未嚟某一日科技嘅力量真嘅可以使人哋恢复视觉。
参考资料：
cantonese.live 足跡 粵字翻譯
2021-03-15 17:06:50
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