仿生眼腦植入物得到測試，為失明患者重寫人生

Second Sight公司的產品ArgusII（仿生眼或視網膜植入物）旨在為視網膜提供電刺激，以誘導盲人視覺感知。ArgusII 是目前美國唯一批准的視網膜植入物。

一名女子戴著Second Sight 公司的Argus II裝置

世界上第一個商業人造視網膜的製造商Second Sight正在為腦植入物進行臨床試驗，旨在為更多的失明患者恢復視力。

Second Sight公司正在對放置在大腦表面的電極陣列進行測試，以了解能否將有限的視力傳給部分失明或完全失明的人。幾十年來科學家們一直在努力開發大腦植入物，期望可以讓失明患者重見光明，但成效甚微。這次，如果Second Sight公司的設備起作用的話，它將幫助全球數以百萬計的失明患者，包括那些失去了一隻或者兩隻眼睛的人。

這款名為「獵戶座」（Orion）的設備是該公司現有產品——Argus II 仿生眼的改良版，其中包括一副配備了攝像頭和外部處理器的眼鏡。美國食品和藥物管理局已經有條件地授權了該公司進行一項小型研究，該研究會涉及5名患者，分別在兩個地點進行——美國貝勒醫學院和洛杉磯加利福尼亞大學。不過，Second Sight公司仍然需要對該設備進行進一步的測試，並在試驗開始前回答一些特定問題。該公司希望10月份可以開始招收失明患者，並在年底前完成第一次植入手術。

2011年Argus II 首次獲得了歐洲的批准，隨後在2013年獲得了美國食品和藥物管理局的批准。在歐洲，超過兩例視網膜修復術已經被批准，其中一例由法國公司Pixium Vision銷售，還有一例是德國Retina Implant公司銷售的。作為「仿生眼」，這些設備都是為了讓患有遺傳性色素性視網膜炎的病人恢復一些視力。當被稱為「光感受器」的感光細胞在視網膜（覆蓋在眼睛後面的組織膜）中分解時，該疾病會導致視力逐漸喪失。

據估計，全世界約有150萬人患有色素性視網膜炎，其中包括美國約10萬人。不過，世界衛生組織的數據顯示，這只是全球3900萬失明患者中很小的一部分。

但Second Sight董事會主席羅伯特·格林伯格（Robert Greenberg）則表示，該公司僅銷售了約250台Argus II設備，這一數字比他預計的要低。該設備的成本約為15萬美元，視力恢復最小。在美國，只有15個中心提供該項技術，在和國外的競爭中，Second Sight公司希望新的腦植入系統能夠被更多人使用。

Argus II 通過安裝在眼鏡上的攝像頭獲取圖像。那些圖像會被發送給一個小的、病人使用的處理器上。該處理器使用特殊的軟體將圖像轉換成一組指令，接著這些指令會被發送到視網膜附近的植入晶元中。然後，這些指令作為一系列的電脈衝被傳送到一組電極上，同時也被植入了眼睛周圍。

圖片來源網路

患有色性視網膜炎的人能夠從這個設備中獲益。因為這種疾病只會破壞特殊的光感受器，而視網膜的剩餘細胞依舊完好無損。這些視網膜細胞能夠將視覺信息沿著視神經傳遞到大腦，在患者的視野中產生光的模式。

這款新設備——「獵戶座」（Orion）借用了Argus II 約90%的技術，但不包括眼睛層面的技術。相反，他們將一組電極放置在視覺皮層的表面，這是大腦處理視覺信息的部分，並且在這裡傳送電脈衝告訴大腦去感知光的模式。

Second Sight公司產品 獵戶座」（Orion） 設備的圖像呈現

「在某些失明情況下，比如患者的視神經受損，你必須去下游尋找解決方法。而通過獵戶座，我們基本上完全取代了眼睛和視神經，」Greenberg說。有了這種方法，「任何曾經擁有過視力，但不管什麼原因又失去視力的人，通過獵戶座技術都有可能得到幫助。」

Second Sight公司估計全球有約40萬視網膜色素變性患者適用於目前的設備。其中，由於其他原因，如癌症、糖尿病視網膜病變、青光眼或外傷等導致的約600萬失明患者都可以使用「獵戶座」。

Greenberg希望這種方法能像Argus II 那樣給失明患者帶來等同的視覺恢復力，可能還會多一點。不過，即便如此，仿生眼的人視力還是很有限的。它們可以分辨光明和黑暗，也能識別物體的輪廓，但卻看不到顏色。而且不同患者的體驗也各有不同，有的人可以閱讀小字體的文章，有的人卻不行。

該裝置的主要缺點是需要比Argus II 設備更多的侵入性手術。需要去除顱骨的一小部分以暴露放置電極陣列的大腦區域。由於電子腦植入物帶有感染或癲癇等風險，因此首次臨床試驗規模會很小，Second Sight公司將在完全失明的患者身上測試植入物。

去年，Second Sight公司就嘗試了這種方法，在一名30歲患者的腦中植入了一種現成的癲癇神經刺激裝置，這種患者幾乎已經失明8年了。結果顯示，在沒有明顯不良副作用的情況下該患者能夠看到光斑。

芝加哥伊利諾伊理工學院和澳大利亞莫納什大學的研究人員，正在研究類似的能夠連接大腦的人造視網膜。

美國國家眼科研究所中央視覺處理計劃主任瑪莎·弗蘭德斯（Martha Flanders）表示，腦植入物將比視網膜植入物更難，因為大腦的視覺皮層比眼睛複雜得多。弗蘭德斯說，在研究大腦如何處理圖像以產生視覺，以及神經元如何從視覺皮層中提取信息方面，科學家們的探索仍處在早期階段。

她說:「如果我們能弄清楚如何處理和過濾視覺信息來正確地刺激電極，我們最終就能改善人們能夠感知到的圖像類型。」她還表示Second Sight公司的測試是一個良好的開端，不過「不會像看到你的祖母」那樣神奇。

由於大腦複雜多變，南加利福尼亞大學眼科和生物醫學工程教授馬克·胡馬雲（Mark Humayun）表示，Second Sight公司需要開發新的軟體和演算法來將攝像機的視覺信息轉換成電子脈衝。他花了25年時間開發Agus II 設備。

Humayun還表示，為了讓新設備得到監管機構的批准，Second Sight公司需要證明由它所做的改變而伴隨的、更具侵入性的設備值得承擔更多的安全風險。

原創編譯：梓色揚光

來源：technologyreview

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