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首例人类仿生眼即将进入临床,科技让失明不再可怕

来自: 学术头条

近日,澳大利亚墨尔本莫纳什大学研究人员开发出一款仿生眼,此款仿生眼通过结合智能手机式电子设备和植入大脑的微电极可使盲人恢复视力。


在预临床实验和非人类试验证实该设备用于绵羊时,超过2700小时的刺激过程中,均未引起广泛的组织损伤。


这也是世界上首批将“仿生眼”完全植入大脑进行的长期实验之一。研究结果发表在不久前的Journal of Neural Engineering《神经工程期刊》中。



目前,研究人员正积极准备在墨尔本开展人体临床试验,并希望最终在全球范围内生产该设备。研究人员还希望该系统可以帮助患有神经系统疾病(如肢体麻木)的患者恢复运动。


十年努力,开发Gennaris仿生视觉系统


据悉,全世界近4000万人患有失明症,1.2亿人有弱视症。科学家一直致力于开发一种设备来恢复视力,即制造仿生眼。


莫纳什大学电气和计算机系统工程系Arthur Lowery教授为此已经努力了数十年。终于,他领导的团队成功开发出一款名为“Gennaris仿生视觉系统”的仿生眼。


鉴于失明患者往往出现视神经受损,所以外界信号无法从视网膜传递到大脑的“视觉中心”。而此款Gennaris仿生视觉系统可绕过视神经来发挥作用。



该系统由带有摄像机和无线发射机的“头盔”,一个与智能手机大小相似的视觉处理器和软件,以及一个植入大脑的9×9mm贴片组成。头盔上的摄像机捕捉到的画面可发送到视觉处理器,随后画面将被处理成最有用的信息,而处理后的数据将被无线传输到植入大脑的贴片中,接着数据转换成电脉冲的形式,通过微电极刺激大脑。


该项目的首席研究员Arthur Lowery教授表示,该系统通过向接收,整合和处理视觉信息的大脑区域皮层提供电刺激,以此来恢复失明患者的视觉感知。设计通过组合多达172个光点来创建视觉图案,为在室内和室外环境中的患者提供导航信息,并识别周围人和物体。



目前,该项目已经使用绵羊进行了预临床实验。研究人员对7款植入绵羊的设备进行了长达3个月的刺激,累计共超过2700小时。结果未观察到此设备对绵羊健康有任何不利影响。组织学分析显示,绵羊大脑对此设备具有良好的耐受性。


对此,研究人员表示,该设备可实现长期刺激,不会引起广泛的组织损伤,也不会出现明显的行为异常或由刺激引起的癫痫发作。


科技让失明、瘫痪,不再可怕


然而,动物研究和人类研究有许多的不同之处,在这一技术真正被生产和商业化使用之前,仍有很长的一段路要走,尤其是开展大规模的应用于人类的临床试验。


不过,该研究小组相信该技术的应用前景不仅限于“仿生眼”。他们估计,同样的方法可以治疗瘫痪等其他神经系统疾病的患者,并为他们提供多种治疗选择。该技术背后的团队也在寻求获得额外的资金,以支持该设备进行商业生产和分销。



据悉,2019年6月,该项目在联邦政府医学研究未来基金(MRFF)“前沿健康和医学研究计划”下获得了超过100万美元的资金,旨在用于提高技术水平。第二阶段MRFF资金将于今年年底宣布,将在未来5年内资助申请项目达数百万美元。


对此,莫纳什大学电气与计算机系统工程系的Philip Lewis博士说,如果该项目能成功拿到第二阶段MRFF资金,研究团队将用于创建一家新商业公司,为无法治愈的失明者提供视力,为四肢瘫痪者的手臂提供活动,并改善其医疗保健。


莫纳什大学生物医学系Rosa教授说,除了改善医疗保健和恢复盲人视力外,商业上的成功可以创造新的出口机会、高技能制造和医疗设备设计工作,并获得经济增长。


莫纳什大学生物医学系Wong博士表示,“仿生视觉技术的商业化与我们探索视力和脊髓损伤以外的更多应用,例如控制癫痫和抑郁症,脑控制假肢,以及其他重要感官的修复等计划紧密相连。莫纳什大学神经仿生学研究人员具有这样的能力,与行业伙伴合作将发挥出巨大潜力。

排版:赵辰霞

编审:王新凯


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