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南加州科研团队:人造视网膜让盲人获得部分“视力”

发布日期:2016-01-29   http://www.zgjsyw.com
导读:南加州的科研团队使用一种被称为“阿格斯一代”的视网膜植入体,这种植入体也被称作“仿生眼”。与矫正色盲症的眼镜不同,它能够让完全失明的人恢复部分视力,帮助病人看到物体的运动或大物件的轮廓。

南加州科研团队:人造视网膜让盲人获得部分“视力”

 中国眼科医生


南加州的科研团队使用一种被称为“阿格斯一代”的视网膜植入体,这种植入体也被称作“仿生眼”。与矫正色盲症的眼镜不同,它能够让完全失明的人恢复部分视力,帮助病人看到物体的运动或大物件的轮廓。


孟子在《离娄章句上》中曾说“存乎人者,莫良于眸子”,意思是观察一个人,再没有比观察他的眼睛更靠谱的了,意大利文艺复兴画家达芬奇也说过类似的一句话“眼睛是心灵的窗户”。画龙还需点睛,一双美目的确起到“点醒”精气神的作用。


据《科学》杂志旗下《转化医学》期刊刊登论文,美国南加州研究发现通过植入人造视网膜可以让盲人获得部分“视力”,主要原理是利用长度不同的电脉冲让视网膜植入体获得更高分辨率,从而使盲人能够“看清”周围的环境。该研究针对的是一种叫做“色素性视网膜炎”的遗传疾病,它的病发部位在人眼视网膜的感光细胞中。婴儿出生后,随着年岁增长,感光细胞不断恶化,人就会逐渐失明,但由于视神经仍然存在,因此通过电流刺激有可能恢复视觉。


南加州的科研团队使用一种被称为“阿格斯一代”的视网膜植入体,这种植入体也被称作“仿生眼”。与矫正色盲症的眼镜不同,它能够让完全失明的人恢复部分视力,帮助病人看到物体的运动或大物件的轮廓。虽然不能完全看清颜色,但实验中大部分病人都能够看到黄光和白光。


“仿生眼”包括一副装有小相机的太阳镜和微型电极,手术植入过程涉及将一个个微型电极安置到患者的视网膜上,每个电极都充当图像中的像素。之后,研究人员为病人佩戴上太阳镜,面对场景时,太阳镜上的相机就会拍摄下眼前的画面,之后通过无线电信号,将图像发送给病人视网膜上的排列的电极。微型电极再发出电脉冲刺激眼睛中与成像有关的细胞,形成近似眼前场景的图形,比如当你阅读书籍时,电脉冲在视网膜上形成汉字或字母,当你欣赏风景时,视网膜上就形成山水建筑物等的轮廓。


试验最初在老鼠身上进行,这种老鼠是各项机能正常的小鼠和一类拥有与人类相似致病基因的小鼠的杂交后代。研究人员首先将一种病毒注射进小鼠体内,其实就是植入一个蛋白质的编码基因,使其在接下来的几周内充分表达,因为这种蛋白质能够在电流通过时让细胞发光。之后,研究人员将老鼠的视网膜取出,借助氧化生理盐水使视网膜在几小时内保持活性,并在显微镜下放置好与“仿生眼”类似的自制电极阵列。


当研究人员用不同持续时间的电脉冲刺激小鼠视网膜时,细胞的反应表明持续时间较长的电脉冲能够对视网膜产生较强的集中电刺激,能够形成较高的分辨率,进而产生较好的人工视觉。当然,人体与小鼠有显著不同,为证实研究成果的可用性,研究小组使用“仿生眼”,在一名失明病人身上进行了类似实验,结果表明电极刺激视网膜细胞成像的精确度有限,但依然可用。



该项目的研究领头人、南加州眼科学副教授安德鲁·韦茨指出,尽管人类个体存在差异,不同病人的患病阶段不同,但“仿生眼”的植入方法对大多数患者而言依然是不错的选择。目前,该研究小组正着手于“阿格斯二代”植入体的硬件改进,使“仿生眼”能够承受长时间的电脉冲,这样失明患者在走动过程中就能通过眼镜看到连续不断的画面。研究者们还在为电极阵列寻找替代材料,因为长时间的电脉冲会使眼中存在过多电荷,可能存在安全隐患。


在“谷歌眼镜们”大行其道的科技市场上,“阿格斯”眼镜却将科技引入医疗领域,改变了无数失明患者的世界。“阿格斯”的治疗理念最早在2013年提出,是全球第一批用于让盲人重见光明的设备,它目前只针对功能性视力缺陷患者。据官方网站介绍,这套“人道主义辅助装置”第二代还将压缩部件,使外形轻便小巧。预计第三代将绕过手术植入电极阵列的步骤,略过视神经的传导,直接将图像信息反馈给大脑。如果成功,“仿生眼”将能治愈更多失明患者,未来盲人的世界将不是一片漆黑。

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