神经科学会议:研究人员朝着仿生眼迈进了一步

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


圣地亚哥—在美国,成千上万的人使用人工耳蜗,这是一种类似仿生耳朵的设备,可以帮助重度听力障碍者恢复听力。生物医学技术专家已经努力了几十年,为了创造视觉上的等效物,即一种可用的假体,来帮助那些视网膜受损的人恢复视力。然而,到目前为止,这些努力的成功还很有限。

在本周的神经科学学会年会上,威尔康奈尔医学院的希拉·尼伦伯格提出了一种新颖的方法,这种方法似乎改进了以往的努力,通过制造一种模仿大脑内在软件的设备。该假体通过处理接收到的光线,然后输出一种代码——技术上来说是动作电位——来替代视网膜回路,这些代码在内部被传递到大脑中构建意识图像的处理中心。

尼伦伯格在新闻发布会上说,以前的技术产生了更简单的图像。(上面的图片左边显示的是自然视觉,右边是旧式人工视网膜图像,中间两张图片显示的是尼伦伯格编码图像的不同处理阶段。)尼伦伯格和她的学生切坦·潘达里纳特来自神经编码领域,这为解决问题带来了一种新方法。标准的方法一直是通过增加放置在患者视网膜中的<0xC2><0xA0>电神经刺激器的数量来改进假体。尼伦伯格的研究小组一直专注于如何以正确的模式打开和关闭刺激器,以便视网膜向大脑发送正常的信号。他们的设备模仿视网膜的软件,以复制用于在大脑中产生图像的信号传导。


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该团队制造了一种设备,用于计算来自连接在眼睛上的摄像头(假体的一部分)捕获的光模式的必要代码。编码器复制了部分视网膜回路,并能够在盲鼠中产生图像,其保真度接近真实眼睛的保真度。她说:“系统输出中有足够的信息来构建图像,包括面孔、动物、中央公园的场景,基本上是我们尝试的任何东西。”

 

图片来源:希拉·尼伦伯格

 

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大众科学, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大众科学's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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