人造视网膜让盲人领略四季的变换

利用人造视网膜可以让盲人获得相当视力。新的研究发现利用不通长度的电脉冲可以让视网膜植入体获得更高的分辨率,这样盲人朋友能够更好的分辨周围的环境。

利用人造视网膜可以让盲人获得相当视力。新的研究发现利用不通长度的电脉冲可以让视网膜植入体获得更高的分辨率,这样盲人朋友能够更好的分辨周围的环境。


人造视网膜让盲人领略四季的变换


色素性视网膜炎通常是一种遗传疾病,发病位置主要在视网膜的感光细胞。这些细胞随着时间转移不断恶化后,人就会逐渐失明。植入人工视网膜,虽然不能够令患者完全恢复视力,但一定程度上能够帮助病人看见物体的运动或大物件。来自南加州大学的眼科学副教授Andrew Weitz是这篇论文的主要作者,他将患者的视力与近视患者脱掉眼睛看远处物体这两者之间的不同点进行比较。


南加大研究使用的视网膜植入物是Argus I版本,被称为“仿生眼”。和矫正色盲的EnChroma眼镜不同,这些植入物能够让完全失明的人恢复部分视力,虽然可能无法分辨颜色。Weitz说:“大部分患者能够看到黄光和白光。”


植入过程涉及到将一个小电击放置到患者的视网膜上,每个电极类似于图像中的一个像素。当病人佩戴上一个装有小相机的太阳镜后,这些图像会发送无线信号给那些排列的电极,电极刺激刺激与成像有关的细胞。例如当你看到字母E时,发送的电脉冲会在视网膜上形成E的图形。



Weitz说:“这就是它们工作的方式。但到现在为止电极刺激视网膜上细胞的精确度是有限的。”他和他南加大的同事发现,利用长脉冲可以获得更加精确的模式。他们在老鼠和人类身上都进行了实验,并将研究结果发表在了《Science Translational Medicine》。


老鼠进行的不是体内实验,研究人员将它们的视网膜取了出来,并且使用与刺激Argus I相同的Weitz自制的电子阵列进行刺激。他解释说:“通过保持视网膜的温度,氧化生理盐水流入眼内,这样可以让视网膜在好几个小时内保持活性。”


Weitz在正常的老鼠和杂交获得与失明基因与人类RP失明类似的小鼠身上进行实验。


首先,他将病毒注射进眼睛内,植入一个蛋白的编码基因,这种蛋白在电流点击时能够使细胞点亮。蛋白质的表达需要花上好几周的时间,此时视网膜已经从小鼠眼睛中取了下来,并且在显微镜下放置了电极阵列。


之后Weitz用不同持续时间的电脉冲刺激视网膜看看细胞会有怎样的回应。结果:持续时间较长的电脉冲会对视网膜产生较强的集中电刺激,能够形成较高的分辨率产生较好的人工视觉。  老鼠是一回事,应用在人体上又是另一回事。所以Weitz和他的同事在一名装有Argus I植入体的患者身上进行了类似的实验。虽然样本容量小,因为Argus II的硬件不允许对其进行长时间的脉冲,所以无法将它列入实验对象的范围中。


Weitz说:“当然人类存在个体差异,患者患病的阶段也不太。”但他仍认为这项发现对大多数人是适用的。


Weitz和他的同事正着手于对Argus II植入体的硬件进行修改,使其能够承受长时间的电脉冲。他们还考虑为电极阵列选择替代材料,因为长时间的电脉冲会使眼睛中存在过多的电荷,可能会不安全。如果一切顺利,拥有人工视网膜的患者能够看见光甚至是更加清楚的物体。


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