不用眼睛也看得见?科学家发明微型晶片,可将影像直接传送到大脑



过去,眼睛失明的人仅能透过器官移植手术才有机会重见光明。不过,最新研究开发出一款可植入大脑的微型晶片,让来自外界的图像和声音可绕过眼睛和耳朵,直接传达到大脑,帮助病人恢复视觉和听觉。

可将视觉资讯转换为数位编码,直接传到大脑中

该晶片由美国莱斯大学研究人员发明,是一款可置于大脑中的扁平显微镜"FlatScope",重量仅 0.2 公克、大小为传统显微镜的五千分之一。

FlatScope 能够监测和刺激神经元,例如,需要让大脑接收到特定图像时,便刺激相对应的神经元。意即,FlatScope 可以将视觉资讯转换为数位编码的包裹,直接传到大脑中,让大脑接收到外界图像,过程完全不用经过眼睛。

相较旧技术,能感测和刺激更多神经元、2D 变 3D、範围更深

另一方面,过去科学家已开发出让活化神经元发光、以便让科学家观察大脑活动的技术,同样的,FlatScope 也能在大脑表层监测不同神经元对图像的反应。

虽然像这样用探针读取神经讯号的技术,过去已经被用于治疗帕金森氏症和癫痫,但研究人员指出,目前最先进的探针也仅有 16 个电极,大大限制了人类对大脑活动的研究。相较之下,FlatScope 一次可以监测和刺激成千上万个大脑皮层的神经元,观察规模比以往大上许多。

除了较过去技术能监测到更多神经元,FlatScope 还可更深入大脑,研究我们如何处理感官,甚至进而控制感官输入。此外,FlatScope 观察到的神经元也较过去从平面进步为立体。

"我们打造的显微镜可以捕捉到三维图像,因此,我们不只可以看见表面,也能看到一定的深度。"研究人员解释。"现在我们还不知道极限在哪,但我们希望可以看到组织下 500 微米深"。

研究人员指出,这样的观察规模,让他们得以接触到皮层的密集层,而这里是大多数大脑计算过程发生的地方,由许多神经元连接组成。

预计 4 年内进行人体试验

FlatScope 是美国国防部 DARPA 的计画之一,他们提供共 6,500 万美元,要打造高解析度神经介面。莱斯大学共获得 4 年 400 万美元的经费,目标为开发出可帮助病人回复视听觉的光学软硬体介面。

不过,FlatScope 目前仍在初期阶段,目前仅在人造萤光物上测试,需要用电线供电以传输资料。不过,其观察规模已经清楚到可观察到个别神经元,且能跟上大脑活动的速度。

研究人员表示,他们的下一步是在实验鼠上测试这套系统。一方面,要测试该系统在人体使用安全无虞,另一方面也要找到让活化神经元发光、以及无线供电给微型显微镜和下载数据的方法,预计 4 年内能开始进行人体试验。

Flat microscope for the brain could help restore lost eyesightThis chip beams images onto the brain to help the blind see againThis tiny microscope implanted in the brain could restore sight to the blind

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