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发布日期：2024-05-06 03:20 点击次数：106
现年56岁的好意思国东谈主布莱恩·巴萨德（Brian Bussard）曾失去认识，如今他大脑内有25块袖珍芯片。这些旨在提供“东谈主造认识”的脑植入确立是当下最前沿的脑机接口时候，是数十年探索的宝贵服从，亦然科学家测试此类芯片效果及安全性的一次尝试，它们于2022年2月被置入该技俩第一个志愿者，即巴萨德的脑中。
编译 | 哔普星东谈主
巴萨德在17岁时因视网膜零散而左眼失明，其右眼在2016年也失去了认识。不见光明的生计无比贫乏，却亦然每个视障东谈主士不得不合适的日常。
2021年，他听闻芝加哥伊利诺伊理工学院正进行视觉假体（visual prosthesis）磨真金不怕火，对此产生很大好奇钦慕好奇钦慕并报名插足，不外接洽东谈主员也指示他：该确立是实验性的，参与者不应期待凭此还原普遍认识水平。
“最终，脑中芯片告捷带给巴萨德以东谈主造认识，但颠倒有限——他将其描画为“雷达屏幕上的光点”。借助植入物，他能感知以白色和彩虹色点呈现的东谈主与物。”
西班牙米格尔·埃尔南德斯大学的群众团队迄今已为4名视障东谈主士植入了访佛系统。
工业界也正纵脱开拓此领域。
总部位于加州的医疗确立制造公司Cortigent正在设备一种名为Orion的东谈主造认识确立，通过植入物和眼镜给用户大脑平直传递影像，已有6名志愿者尝试该家具。
埃隆·马斯克（Elon Musk）创立的神经时候公司Neuralink也在研发用于东谈主造视觉的大脑植入物。本年3月，马斯克曾在社媒X发帖宣称，Neuralink真实立Blindsight“一经在山公身上发扬作用”……“一运转永诀率很低，就像早期的任天国显卡同样，但它最终可能出奇等闲东谈主的认识。”
研讨到视觉酿成流程颠倒复杂，马斯克的瞻望不现实。通过大脑植入物擢升手的认识，这需要克服雄伟的时候艰涩。虽然，对盲东谈主群体而言，即便只获取基本认识，那亦然雄伟的改变。
“大脑里的手机网罗”
伊利诺伊理工学院生物医学工程讲解菲利普·特洛伊克（Philip Troyk）辅导了巴萨德参与的磨真金不怕火技俩。他默示：“现在这方面的责任并不以还原生物视觉为目标，而是要探索东谈主造视觉的可能性。”
当光芒射入眼睛时，它最初穿过角膜和晶状体，即眼睛的外层和中层。当光芒到达眼睛后部（视网膜）时，那边的细胞（称为感光器）会将其调度为电信号。这些电信号通过视神经传播至大脑，大脑将这些信号翻译为图像。如若莫得竣工的视网膜或视神经，眼睛就无法与大脑调换，好多实足失明者就靠近这种情况。
特洛伊克团队和Neuralink方面所构建真实立能实足绕过眼睛和视神经，平直向大脑发送信息，正因如斯，它们有望克服任何原因——不论是眼部疾病照旧外伤——导致的失明。
视觉皮层认真贬责由眼睛发送的信息，因位于大脑后部，故十分易于植入确立。为将25个芯片放入巴萨德大脑中，外科医师进行了通例开颅手术，并取出一块头骨。
植入脑中的芯片实践上即是袖珍刺激器，可发出细微电流，单块尺寸接近橡皮擦，包含16个轻细电极，每个电极齐比东谈主头发丝还细，每个电极受单独限制。巴萨德统统植入了400个电极。用特洛伊克的话说：“这就像在大脑里安置了一个手机网罗。”
莫得光的光点
通过特制眼镜上的录像头，确立能捕捉周围环境的图像，并借助软件贬责将其改换为与芯片网罗对话的敕令，从而接通电极以刺激神经元。这种刺激会产生一种叫作“光幻视”（phosphenes）的视觉感知。它看起来像光点，但实践上眼睛并不吸收光芒。
由于刺激器麇集于视觉皮层一部分，巴萨德只可在视线的左下部分看到光幻视，不外这也足以擢升他在房间中导航和实施基本任务的才智，举例，他能从桌上四个不同物件里选出阿谁他思要的盘子。
怎么生成更优质的图像？这是视觉假体研发者最可贵的问题。
好意思国匹兹堡大学眼科助理讲解陈星（音译）博士默示：“电极越多，股票配资基础知识表面上可产生的光幻视就越多，东谈主造视觉下的体式也就越复杂精细。”
2023年，陈星和共事发表论文，先容了他们用1024个电极创建视觉假体的责任：他们在实验山公身上测试视觉假体系统，发现山公真借助确立识别出了字母。团队谋略，若以这种面目还原盲东谈主认识，需要数百到数千个电极。
但特洛伊克合计，要道不在于电极数目，而是电极位置，将其散布于视觉皮层处，真实能在更大视线中产生更多光点，可代价则是更具侵入性的外科手术。
定制的刺激
米格尔·埃尔南德斯大学团队只允许志愿者禁受一个包含100个电极的植入确立。不外把柄他们于2021年发表的论文，即使电极数目未几，别称60岁视障女性仍凭此识别出线条、体式和通俗的字母。辅导该技俩的神经科学家爱德华多·费尔南德斯（Eduardo Fernández）默示，后续又有3名盲东谈主志愿者获取访佛的认识改善。
费尔南德斯强调东谈主造视觉“并非重见光明”，其主要缱绻是擢升盲东谈主的定向才智和行径才智。在一项测试中，别称植入视觉假体的男性在虚构现实跑步机上行走运能作念到隐藏艰涩物。费尔南德斯但愿未来增多植入电极数目，从而让视障东谈主士获取更多光幻视，感知更丰富清雅的影像。
现在，费尔南德斯团队正就4名最早期志愿者的情况作深远探究——每个东谈主视觉皮层齐略有不同，因此他们必须对植入电极的位置以及要传递的电刺激量进行实验。
“咱们为每名志愿者定制刺激。”
思通过定制植入物来获取最好效果，需克服很大挑战。
在早期实验中，科学家使用置于大脑名义的大型电极，以相对较高的电流产生光幻视，这种刺激无意会导致癫痫发作、痛苦和脑组织损害。陈星指出，咱们既要填塞强的电流来产生光幻视，又要幸免不消要的反作用，在这两方面作念到兼得并非易事。
柔性电极和移动式确立
植入物的寿命也相等要道。前文先容的陈星团队和埃尔南德斯团队齐使用了一种名为“犹他阵列”（Utah array）的刚性植入确立——由100个轻细硅针构成的方形网格，每个硅针顶端齐有一个电极。犹他阵列可捏续责任数月至数年，但当植入物周围酿成疤痕组织并干扰其从近邻神经元吸收信号的才智时，它就会罢手责任。伊利诺伊理工学院团队的植入物由氧化铱制成，看起来就像袖珍的毛刷头。
Neuralink等公司新设备的植入确立领有尺寸更小、可穿透大脑的柔性电极。举例，Neuralink的硬币状确立被置入头骨，其纤细的线状电极蔓延至脑组织中。
陈星指出，更柔滑的电极可能令植入物寿命更长，但它们到底能在大脑中责任多久仍有待不雅察。
另一个悬而未决的疑问是：一个东谈主失明时候的哀痛会否影响视觉假体确立的效果？如前文所述，伊利诺伊理工学院团队招募的第一个志愿者巴萨德是在实足失明6年后禁受了手术；米格尔·埃尔南德斯大学方面则给别称已失明16年的参与者植入确立，后者现在仍能拖拉地看出物体体式。
陈博士指出：
“失明多年后，视觉系统运转退化，可能越早搅扰越好，虽然这有待系统性地接洽和说明。”
在2022年11月的一次行径中，马斯克宣称：“咱们信服，即使从未有过认识的先天失明者，也能还原认识。”
费尔南德斯对此捏怀疑格调并指出，过往从未有还原先天失明者认识的尝试，从表面上讲，获取东谈主造认识需邀功能普遍的视觉皮层，但天生失明者从未诈欺这一部分贬责视觉信息。
现阶段，巴萨德只可在实验室使用视觉假体——时候团队认真限制刺激。特洛伊克和共事正设备一种移动式系统，以便未来让参与者可居家使用该确立。此外，特洛伊克也在寻找更多成年后失明的志愿者。
