視覺皮層動態電刺激有助盲人恢復視覺

大多數成年后失明的人都是由于眼睛或視神經受損，而他們的大腦則是完好的，因此幾十年里科學家一直在嘗試尋找方法繞過受損的眼部，將攝像設備中的視覺信息直接傳遞給大腦，從而恢復失明者的視力。近期，美國貝勒醫學院的研究人員將這種設想又向前推進了一大步：他們開發出一種方法，使用植入電極按動態的順序在人腦的視覺皮層表面上施加刺激，借此“畫出”受試者能夠看到的圖形。相關研究刊登于《細胞》雜志。

“當我們通過電極刺激直接在失明者的大腦上動態地‘畫’字母時，他們能‘看到’相應的字母形狀，也能正確地認出不同的字母，根據他們的描述，他們眼前出現發光的點或線條，形成了字母，就像飛機在天上畫出的文字。”本研究通訊作者Daniel Yoshor 稱。

此前科學家也進行過類似的刺激視覺皮層的試驗，但都不太成功，因為當時的方法是將每一個電極當作一個像素，同時刺激多個電極，以此組合出視覺圖像。在這種實驗中，受試者往往可以看到光點，但卻很難辨別出物體或形狀。而Michael Beauchamp 指出了本次研究的獨辟蹊徑之處：“我們沒有再嘗試用多個光點構建形狀，而是用軌跡描繪出輪廓來，這種靈感來自人們在別人手掌上畫字母的游戲。”

為了檢驗這種方法是否有效，研究人員招募了4 位視力正常者和兩位失明者參與測試。4位視力正常者的大腦中植有電極，用于監測癲癇；而兩位失明者在參與一項視覺皮層模擬設備的試驗，試驗時大腦也植入了電極。在本研究中，科學家按順序刺激受試者腦中的多個電極，使其產生對形狀的感知，結果表明受試者能夠正確地辨識出相應的字母。

研究人員指出，這種方法的成功意味著，如果失明者愿意接受植入式設備，他們就可以借助這種直接向大腦輸入視覺信息的技術重新獲得感知和識別視覺形狀的能力。不過研究者也承認，這項技術要真正投入臨床應用，還有一些難點亟待克服。

Beauchamp 稱：“這些電極植入的區域是初級視覺皮層，而初級視覺皮層擁有大約5 億個神經元。這項研究中我們用為數不多的電極只刺激到了這些神經元中極小一部分。下一步我們需要與神經工程學家合作，開發更大型的電極陣列，爭取達到數千個電極的規模，這樣便可以實現更精準的刺激；除了改進硬件之外，我們還需要升級實施刺激的相關算法，雙管齊下幫助失明者獲取有效的視覺信息。”