通过这项令人难以置信的模拟，通过仿生眼看世界

新的视觉模拟让我们得以一窥通过仿生眼看世界是什么样子。

自从 FDA 批准了世界上第一个仿生眼系统 Argus II 以来，越来越多曾经失明的人现在可以看见东西了（根据《神经科学快报》的一项研究，到 2014 年 3 月，已有 80 多人恢复了视力）。尽管研究人员估计，视力接近于黑白胶片的颗粒感，视力为 20/1260，而一般健康视力为 20/20，但并没有一个非常可靠的模型来支持这一结论。在《哲学学报 B》发表的一项研究中，研究人员制作了逼真的视频模拟，展示了恢复视力可能是什么样子。

我们眼睛里的视网膜细胞称为视杆细胞和视锥细胞，它们将光转换成电脉冲并传送到大脑。黄斑变性等疾病会导致这些细胞丧失，这是视力丧失的主要原因之一。两种最有前景的视力恢复设备是电动假体和光遗传学。

“有些人可能会接受非常具有侵入性的手术，但他们的视力却没有达到预期”

Argus II 仿生眼系统是市场上主要的电子假眼装置。它使用安装在眼镜上的数码相机作为眼睛的视杆细胞和视锥细胞，以无线方式将视觉数据发送到植入眼睛一侧的计算机芯片。然后，该芯片激活植入视网膜的一小排电极，刺激视网膜细胞将这些数据转化为视觉。

这种刺激可能无法提供全彩色视觉，但它可以显示明暗对比，这足以开始感知空间中的物体。另一方面，光遗传学是将蛋白质插入幸存的视网膜细胞中，使它们对光更加敏感，本质上迫使它们完成缺失的视杆细胞和视锥细胞的工作。然而，这项技术尚未植入人体。

华盛顿大学的研究团队利用光遗传学研究数据以及基于接受电动假肢的患者表现的预测来创建更准确的恢复视力的模型。这些新模型显示了接受电动假肢或光遗传学治疗的患者可能出现的潜在扭曲和困难。

“这些东西应该附带安全警告：快速移动的物体可能会完全消失”

大约有 20 种不同的视网膜细胞类型会向大脑发送不同类型的视觉信息，例如物体边缘的位置或亮点或暗点。由于电假体会广泛刺激所有这些细胞，因此可能会导致图像模糊或整体模糊等问题。

这项研究的共同作者 Ione Fine 说道：“如果你对所有这些细胞播放一部电影，它们都会有非常不同的放电模式，但是当你用植入物轰击它们时，它们都会被迫跳同样的舞。”

在光遗传学中，只有一种或两种视网膜细胞受到刺激，这会使图像具有奇怪的边缘感。由于细胞无法及时跟上，快速运动的物体也会出现条纹并消失。

“这些东西应该附带安全警告：快速移动的物体可能会完全消失，”Fine 说。

之前用于显示恢复视力的模拟使用了“记分板模型”，即每个视网膜电极产生一组点的网格系统。这将视力显示为略微过度曝光的灰度图像。然而，患者的表现从未与记分板模型的预测相符，表明它并不是恢复视力的准确表现。

以下是《大众科学》编辑 Breanna Draxler 和 Linsday Kratochwill（推广我们的全新播客 Futuropolis）的视频，通过电动假肢和光遗传学视觉模拟模型所看到的样子。

由于仿生眼植入物非常昂贵，这些逼真的模拟可以帮助患者及其家属决定是否值得花钱进行视网膜植入，以及是否值得经历所有必要的长期手术。2013 年，Argus II 的售价约为 10 万美元。

“我认为记分牌模型非常危险，”Fine 说道。“有些人可能会接受非常具有侵略性的手术，但他们的视力却没有达到预期。”

这些模拟还可以帮助研究人员更好地改进未来的植入物。

“我们可以非常清楚地指出这些问题将会导致什么问题、它们有多重要，以及什么对研究更重要或更不重要。”