5月20日消息,《细胞》杂志5月14日发表了一项新研究,科学家们通过电流刺激人们大脑,成功诱使他们的大脑看到并不存在的字母。
这项实验在视力正常的人和成年后失去视力的盲人身上都获得了成功。虽然这项技术仍处于早期阶段,但大脑植入物未来可能会被用来刺激大脑,并在一定程度上恢复人们的视力。这种植入物被称为视觉修复植入物,它被放置在视觉皮层上,然后以一种特定的模式刺激大脑,测试者就可以“看到”特定的形状。
本可以让测试者感受到不同的形状。耳蜗就是通过电极刺激内耳神经,帮助佩戴者增强听力,升级版的植入物工作原理与之类似。
眼冒金星?光幻视
电流刺激使大脑产生了“光幻视”,也就是人们在没有任何光线进入眼睛的情况下感知到了微小光点。这与光线从物体反射进入你的眼睛不同,光幻视就像视觉系统的一种“怪癖”,让你看到实际上并不存在的光点。例如,当你在黑暗的房间里揉眼时,你可能会看到光幻视。
马萨诸塞州总医院视觉修复实验较 早是由古希腊哲学家和生理学家阿尔克迈翁提出的。1755年,法国内科医生查尔斯·勒·鲁瓦发现用电流刺激大脑也可以产生光幻视,盲人也不例外。
解的形状,这有点类似于电脑屏幕上的像素。
比彻姆和约肖尔说:“大脑远比电脑显示器复杂,而且由于我们还不完全了解的原因,实际上很难从光幻视的组合中产生可识别的形状。”虽然在研究中也遇到障碍,但他们找到了一种克服障碍的方式 。
如何在大脑中“绘画”
研究小组在5名测试者的视觉皮质上放置了一组电极,其中3人视力正常,2人失明。电极位于大脑的V1区域,也就是视网膜的信息进行早期处理的区域。视力正常的参与者为了治疗癫痫已经通过手术植入了电极,盲人参与者也在另一项视觉修复的研究中植入了电极。
V1区域类似于地图,它的不同区域对应于我们视野的不同区域。研究人员发现,如果他们一次激活一个电极,参与者可以在预期的区域看到一个光点。但是如果多个电极同时连接,单个的光点仍然会出现,但不会形成连贯的形状。
两位研究人员表示,大脑是专门用来检测我们周围环境变化的,他们认为,大脑应该会跟踪光幻视接连出现的模式。
因此,两位研究人员尝试了一种不同的策略。他们在两个电极之间制造光幻视,并将电极之间的点连接起来。利用这种方式 ,研究人员在V1表面成功绘制了W、S、Z等字母形状。当然,这些形状必须是上下颠倒的,视觉信息也是如此传递到视觉皮层的。结果,参与者们成功“看到”大脑追踪的形状,并在触摸屏上精确地重现它们。
未来可期的新技术
肢之前,我们还有很多挑战需要克服。”
. 就 接近皮层表面以下几百微米的神经元。
佩扎里斯说,与大脑皮层表面的电极相比,穿透皮层的电极能产生 弱的电场,并产生 精确的光幻视。他指出,虽然表面电极能够利用强大的电场到达组织内的脑细胞,但有时会导致相邻或重叠的细胞同时受到刺激。
罗弗西马表
然而,对于一些病人来说什么形式较 好取决于在他们大脑深处植入电极的风险。此外,致盲的原因有很多种,因此一些患者可能需要深度植入电极,另一些患者可能需要表面电极,还有一些患者可能需要直接植入视网膜。
研究人员称,较 化物理电极及其操作方式外,科学家还必须开发可靠的软件,帮助用户过滤和处理视觉信息,只有这样整个系统才能真正帮到他们。
佩扎里斯在谈到视觉修复技术时说:“从根本上说,我们必须牢记的一件事是,失明并不会危及生命,因此需要用足够的好处来抵消其中的风险。”
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