微小的分形眼部植入物可以模拟神经元，让盲人患者重见光明

视网膜植入物可以让盲人重见光明，但要真正发挥作用，它们必须适应人眼的独特结构，一位研究人员表示。自组装成分形的微小材料簇可以帮助实现这一点，加强植入物与患者健康神经元之间的联系。

一些视力障碍，如黄斑变性，会损坏眼睛的视杆细胞和视锥细胞，但保持神经元完好无损。植入物通过与这些神经元进行通信来工作，将视觉信息发送到大脑进行处理。但相机芯片和眼睛的工作方式不同，神经元和植入的光电二极管光受体之间的连接不足。

俄勒冈大学物理学教授理查德·泰勒 (Richard Taylor) 正在研究改进型植入物，他解释说，这是因为神经元遵循分支的分形结构，而芯片利用的是直线路径。分形是自相似的重复模式。

他的解决方案是将纳米级材料团嵌入光电二极管，该材料团会自组装成分形。使用惰性气体将材料团沉积到光电二极管上。眼科医生会将分形增强设备植入失明患者的眼睛内，改进的神经元接口将使更多的光信息能够传递到视神经。据俄勒冈大学的新闻稿称，它的效率几乎是 100%。

今年夏天，泰勒和他实验室的博士生将开始为期一年的项目，研究用于分形组装的金属。研究人员将寻找具有强生物相容性和效率等属性的金属。

据新闻稿称，该项目源于泰勒对人眼和数码相机之间的相似点和差异点的兴趣。他在《物理世界》杂志的一篇文章中描述了他的工作。

眼睛中的视锥细胞集中在中心，因此眼睛倾向于看到正前方的物体——这意味着你必须不断移动眼睛才能看到小区域。但相机的光感受器分布均匀，使相机能够看到视野内的所有事物。泰勒说，如果我们的眼睛像相机一样看东西，受体分布均匀，那么视野中就会有太多刺激，我们的大脑永远无法处理所有刺激。

相反，我们的眼睛利用自然界中发现的分形图案来简化信息处理。泰勒写道，视网膜植入物的设计应该考虑到这些差异。

“值得注意的是，单纯基于摄像头设计的植入物可能会让盲人重见光明，但他们看到的世界可能缺乏有助于缓解压力的美景。这一缺陷凸显了人类视觉系统的微妙之处，以及采用而非改造眼睛摄像头技术的潜在弊端，”他写道。

[来源：科学日报]