仅供参考:仿生眼的视力能和人眼一样好吗?

仅供参考:仿生眼的视力能和人眼一样好吗?

之前失明的患者在接受最近获得 FDA 批准的 Argus II 仿生眼系统后,将恢复一定程度的功能性视力。这种视网膜植入技术由 Second Sight 开发和销售,可以改善因视网膜色素变性(一种导致视网膜细胞死亡的疾病)而失去功能性视力的患者的生活质量。但植入物并不能帮助患者突然恢复 20/20 的视力。

正如人工耳蜗不具备准确传递音乐中复杂频率组合的灵敏度一样,通过 Argus II 实现的仿生视觉将更接近于颗粒状的黑白胶片而非高清电影。

这个多件式系统首先从安装在眼镜上的数码相机开始。相机拍摄的图像通过微型计算机转换成数据,并通过无线发射器发送到眼球侧面的计算机芯片。然后,芯片激活植入视网膜后面的睫毛般细的电极阵列,进而刺激视网膜细胞向大脑发送视觉信息。

仿生视觉将更接近于颗粒感非常强的黑白电影,而非高清电影。虽然假体听起来很复杂,但与人类自然眼睛的复杂性相比还是相去甚远。卡内基梅隆大学的科学家肖恩·凯利目前正在研究自己的视网膜植入系统,该系统采用了与 Argus II 相同的基本技术。他解释说,就目前的技术而言,电极阵列的精细度还不足以产生与功能齐全的人类视网膜相同的细节和清晰度。

“这与正常视力完全不同,”凯利在描述植入后的预期效果时说道。“它将很难传达颜色,也很难传达我们视觉中心的视觉分辨率。”

眼睛的视网膜细胞通常被称为视杆细胞和视锥细胞,分为六种类型的受体,分别检测明暗、红绿、蓝黄之间的对比。来自视网膜细胞的电信号通过视神经传输到大脑,形成眼睛所见物体的完整图像。

Second Sight 的 Argus II 植入物并非试图模仿所有六种受体类型的活动,而是专注于刺激视网膜细胞显示明暗对比。对于使用人工视网膜的盲人患者来说,能够检测到洞口或正在靠近的墙壁的相对黑暗程度对于独立导航来说比知道墙壁是漆成红色还是蓝色更重要。

Second Sight 业务开发副总裁 Brian Mech 报告称,在临床试验中,该公司的 30 名患者在接受视网膜植入后视力均有一定程度的改善。“基本上他们可以看到黑色和白色、灰色阴影,平均获得的信息像素在 50 到 60 之间,”Mech 说。

就视力敏锐度而言,效果最好的患者从完全没有视力到视力达到 20/1260。这个比率意味着,要获得健康人眼在 1,260 英尺外能够辨别的同等信息量,该患者需要站在 20 英尺外。

梅奇承认,这种视力水平是有限的。“考虑到正常视力是 20/20,这种视力水平仍然很差,但对于完全失明的人来说,这种视力水平非常了不起,”他说。但他解释说,随着研究和测试的继续,只需改进外部技术,系统的性能就有很大提升空间。通过改进视频处理器和无线发射器,甚至彩色视觉也有可能实现。“我不想让这听起来太容易,”梅奇说。“在实现彩色视觉之前,我们还有很多工作要做,但好消息是,他们不需要新的植入物。”

Second Sight 目前正在开发更先进的视网膜植入物,但时间表尚不清楚。Mech 表示,下一代植入物要到 5 到 7 年甚至更长时间才能实现。

本文由西北大学梅迪尔新闻学院联合撰写。如需更多信息,请点击此处。

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