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微型芯片大脑植入:帮助恢复视听觉

导读: 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,最新威尼斯人线上娱乐官网研究开发出一款可植入大脑的微型芯片,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。

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,最新威尼斯人线上娱乐官网研究开发出一款可植入大脑的微型芯片,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字编码,直接传到大脑中

该芯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1/5000。

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字编码的包裹,直接传到大脑中,让大脑接收到外界图像,但过程却完全不用经过眼睛。

相较旧技术,能感测和刺激更多神经元、2D变3D、范围更深

另一方面,过去科学家已经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还可以更深入大脑中,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的计划之一,他们提供共6,500万美元,要打造打造高解析度神经介面。而莱斯大学共获得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。

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