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视觉能力需要健康的眼睛，但也需要信号能够从眼睛传递到大脑中参与视觉的部分。一位波士顿神经科学家希望为盲人带来一线希望，方法是绕过因疾病或头部外伤而受损的眼睛和视神经，直接将图像信息发送到大脑中处理它们的区域。
马萨诸塞州总医院 (MGH) 神经科学助理约翰·佩扎里斯提出的假体——至少在这个早期阶段的设想中——将像一副眼镜一样佩戴，人的眼睛上方装有数码相机，与植入大脑的电极阵列相连。虽然这不能保证恢复正常视力，但他表示，“相对较少的像素就可以传达大量信息”，这可以让人们或许识别简单的物体，甚至识别面孔。
这项技术仍然有很多障碍需要克服——例如，需要能够充分替代正常视觉的数字成像技术，以及脑外科手术导致的感染风险，仅举两例——但成功可能会对全球数千万患有视力障碍的人产生改变人生的影响。
很难确切地说佩戴假体的人会看到什么，但很可能就像看拼图一样。尽管如此，随着向大脑传递更高分辨率图像的能力提高，假体的有效性也会提高。“我们一直在努力更多地了解我们正在创建的感知或视觉事件，”佩扎里斯说，包括图像的样子、它们的大小、它们出现的时间以及它们是彩色还是黑白的。“我们现在对这些都还没有真正扎实的掌握。”
这样的假体可能对很多人有用：世界卫生组织估计，有 4500 万人失明，他们预计到 2020 年这一数字将翻一番。“你不能低估问题的范围，尤其是在人口老龄化的情况下，”格拉斯哥大学生物医学与生命科学研究所视网膜假体小组的生理学家和首席研究员詹姆斯·莫里森说。随着人口老龄化，这一数字可能会变得更糟：莫里森指出，英国 65 岁以上居民中有 8% 患有与年龄相关的黄斑变性。
确定有多少人将从这项技术中受益更加困难，因为不同的人失明的程度不同，但可以公平地说，佩扎里斯的植入物更可能的候选人是那些完全失明的人，无论是先天性的还是由于外伤性脑损伤造成的。佩扎里斯说，他希望最终帮助因爆炸损伤而失明的士兵，例如。
被诊断为“法定失明”但仍有一些残余视力的人——例如纽约州新任州长大卫·帕特森——将不是手术的合适人选。佩扎里斯说，在这些情况下，“该设备的好处并不大于手术的风险。”
视觉假体的开发面临一些挑战。其中之一是无法用数码相机替代视网膜中细胞的功能。“视网膜是一种非常复杂的设备，使我们的视觉系统能够适应光强度的巨大变化，”麻省理工学院麦戈文脑研究所生物和计算学习中心神经科学家托马斯·塞尔说。“仅仅通过使用摄像机获取图像，我们能走多远尚不清楚。”另一个问题是，与实际图像相比，大脑刺激产生的图像很可能会出现失真。“微刺激很难做到，有时会发生一些奇怪的效果，”他补充说，他指的是一种通过用微弱电流刺激一簇神经细胞来激活它们的技术。
佩扎里斯承认，他的大部分工作都是基于“最佳猜测”。他和前哈佛医学院同事克莱·里德首先在去年五月发表在美国国家科学院院刊上的一篇论文中描述了他们对视觉假体的研究。该论文描述了在两只成年猕猴身上进行的电极大脑植入实验，以确定灵长类动物在施加电刺激时是否会做出反应。研究人员能够表明，大脑某些区域的微刺激确实会产生一种感知，大脑将其解释为光学输入，或者可以“看到”的东西。然而，研究人员无法确定印象的一些细节，例如它的确切大小或形状，尽管他们知道这些感知“就像光点或单个像素”，他说。
“从科学角度来说，这是一项巨大的成就，”塞尔在谈到佩扎里斯的工作时说，并补充说这是过去五年中视觉假体方面取得的几项重要进展之一。虽然其他一些类型的视觉假体建议刺激大脑中与佩扎里斯的目标不同的区域，但另一个名为Argus II 视网膜假体系统的有前途的项目正在将其美国临床试验扩展到欧洲。该项目由南加州大学凯克医学院眼科和生物医学工程教授马克·胡马云领导，涉及一个由 60 个电极组成的植入物，这些电极连接到视网膜，将来自外部摄像机的信息传导到视网膜，为植入该植入物的患者提供基本的视觉形式。
佩扎里斯还得到了 MGH 的神经外科医生埃马德·埃斯坎德尔的帮助，他专门从事深部脑刺激，深部脑刺激已用于治疗帕金森病并监测癫痫患者的神经活动。 深部脑刺激包括在脑部手术植入电极，以向控制运动的目标区域传递刺激，类似于使用心脏起搏器维持健康的心率的方式。
测试佩扎里斯假体有效性的最佳方法是将电极植入人体患者体内，这一步骤需要资金、MGH 机构审查委员会的批准以及一名适合接受治疗的志愿者。佩扎里斯于 11 月从哈佛医学院神经生物学系加入该医院，他说他正在努力满足所有这些标准，但不知道何时可能进行人体试验。
佩扎里斯希望在几年内拥有一种可以进行人体测试的功能性设备，并指出他的方法使他能够利用许多现有的医疗技术。然而，在描述他项目的预后时，他很谨慎：“因为现在还处于早期阶段，我们不想过度承诺或承担不必要的风险。”