视网膜植入物为盲人提供人工视力

EPFL的研究人员为那些由于视网膜中感光细胞的损失而失明的人开发了一种新型的视网膜植入物。植入物部分恢复了他们的视野，并能显著提高他们的生活质量。

能够让盲人重见光明听起来像是奇迹，甚至是科幻小说。这一直是科学家面临的最大挑战之一。在EPFL工程学院担任神经工程(LNE)美敦力(Medtronic)主席的Diego Ghezzi已经将这个问题作为一个研究焦点。自2015年以来，他和他的团队一直在开发一种视网膜植入物，可以与配备摄像头的智能眼镜和微型计算机配合使用。Ghezzi说:“我们的系统旨在通过电极刺激盲人的视网膜细胞，为他们提供一种人工视觉。”

星光灿烂的天空

嵌入智能眼镜的摄像头捕捉佩戴者视野范围内的图像，并将数据发送到放置在眼镜一端的微型计算机上。微型计算机将数据转换成光信号，传送到植入视网膜的电极上。然后电极刺激视网膜，使佩戴者看到一个简化的黑白图像。这个简化版本由视网膜细胞受到刺激时出现的光点组成。然而，佩戴者必须学会理解这些光点，以便辨认出形状和物体。“这就像你在夜空中看星星一样，你可以学会识别特定的星座。盲人患者在我们的系统中也能看到类似的东西，”Ghezzi说。

目前正在进行模拟

唯一的问题是，该系统尚未在人体上进行测试。研究小组首先需要确定他们的结果。“我们还没有被授权将我们的设备植入人类患者，因为获得医疗批准需要很长时间。但我们提出了一个虚拟测试的过程——一种变通方法，”Ghezzi说。更具体地说，工程师们开发了一个虚拟现实程序，可以模拟患者在植入物后看到的情况。他们的研究结果刚刚发表在交流材料．

视野和分辨力

测量视力有两个参数:视野和分辨率。因此，工程师们使用这两个参数来评估他们的系统。他们开发的视网膜植入物包含10500个电极，每个电极产生一个光点。“我们不确定这是太多电极还是不够。我们必须找到正确的数字，这样复制的图像才不会太难辨认。这些点之间的距离必须足够远，以便患者能够区分两个彼此靠近的点，但它们的数量必须足够多，以提供足够的图像分辨率，”Ghezzi说。

工程师们还必须确保每个电极都能可靠地产生一个光点。Ghezzi解释说:“我们想要确保两个电极不会刺激视网膜的同一部分。因此，我们进行了电生理测试，包括记录视网膜神经节细胞的活动。结果证实，每个电极确实激活了视网膜的不同部分。”

下一步是检查10500个光点是否能提供足够好的分辨率——这就是虚拟现实程序的切入点。“我们的模拟表明，所选择的点数量，以及电极的数量，工作得很好。就定义而言，使用更多的药物不会给患者带来任何真正的好处，”Ghezzi说。

工程师们还在恒定分辨率但不同视场角度下进行了测试。“我们从5度开始，一直开到45度。我们发现饱和点是35度——超过这个点物体仍然稳定，”Ghezzi说。所有这些实验都表明，该系统的能力不需要进一步提高，并且已经准备好进行临床试验。但该团队还需要再等一段时间，才能将他们的技术植入真正的患者体内。目前，恢复视力仍是科幻小说的领域。

参考:

陈奈斯，N. A. L.，艾拉吉·莱卡迪，M. J. I. &盖齐，D.(2021)。光伏视网膜假体恢复盲人视网膜对单像素刺激的高分辨率反应。 通讯材料 ， 2 (1)论文。 https://doi.org/10.1038/s43246-021-00133-2