16年前，因中毒性视神经病变破坏了视神经，西班牙巴伦西亚的高中生物老师贝尔纳德塔戈麦斯失明了。2018年，57岁的戈麦斯做出了一个勇敢的决定成为首位在大脑视觉区域植入微型电极的志愿者。
而现在，这个大脑里的植入物和一副特制眼镜让戈麦斯“重见了光明”。她不仅能够辨认出各种图形、字母，甚至还能玩几局简化版的电脑游戏“吃豆人”。
据外媒10月30日报道，这一突破性的成果表明，人类技术已向前迈出了重要的一步，微电极植入物在帮助盲人恢复功能性视力方面有着巨大潜力。
▲佩戴着装备的贝尔纳德塔戈麦斯
在脑部植入“视觉假体”
在眼睛上装上“人造视网膜”
据外媒报道，这一实验由美国犹他大学和西班米格尔埃尔南德斯德埃尔切大学（UMH）的科学家联合进行。植入戈麦斯脑部的是一个拥有96根电极的“视觉假体”，尺寸小于一个硬币，仅有约4mm×4mm。这一植入物可以直接刺激大脑中负责接收和处理来自视网膜视觉信息的视觉皮层。此外，研究团队还创造了一个“人造视网膜”，即一个安装在眼睛上的摄像机，为植入物提供视觉信号。
正因如此，不同于正在探索中的视网膜植入装置，即人工利用光刺激离开视网膜的神经的方法，这一被称为“Moran| Cortiis Prosthesis”的特殊装置，完全绕过了眼睛和受损的视神经，直接到达视觉感知的源头。
接受植入手术后，戈麦斯在接下来的6个月里，每天都在实验室接受长达4小时的测试和训练。前两个月的大部分时间，都花在了让她区分偶尔仍能在脑海中看到的自发光点和直接刺激假体而产生的光点。当她成功做到这一点后，研究人员便开始进行实际的视觉挑战。
戈麦斯表示，当假体中的电极受到刺激时，自己“看到”了一束光。这种作用之下产生的“光幻觉”，可以根据刺激的强度，使光点变亮或变暗，变为白色或更暗的颜色。当同时刺激两个以上的电极时，戈麦斯更容易感知光斑，一些刺激模式看起来像密集分布的点，而另一些则更像水平线。
通常而言，垂直线对研究人员来说是最难诱导的结果，但在训练结束时，戈麦斯能够以100%的准确率区分水平和垂直模式。“此外，当我们增加刺激电极之间的距离时，感知的形状更长。”研究论文中写道。
▲当多达16个电极同时受到不同模式的刺激时，戈麦斯可识别出“I、L、C、V、O”等字母
鉴于结果十分可观，实验的最后一个月被用来研究戈麦斯是否可以用她的假体“看到”字母。当多达16个电极同时受到不同模式的刺激时，戈麦斯可以成功识别出“I、L、C、V、O”等字母，甚至可以区分出大写的“O”和小写的“o”。尽管仍无法识别更多的字母，但这一研究结果表明，用大脑中的电极刺激神经元的方式可以创建二维图像。
实验的最后一部分，是让戈麦斯戴上嵌有微型摄像机的特殊眼镜。这台摄像机可以扫描她面前的物体，然后通过假体刺激她大脑中不同的电极组合，从而产生简单的视觉图像。通过这副眼镜，戈麦斯成功分辨出了纸板上黑白相间的边框。她甚至可以在电脑屏幕的左半部分或右半部分找到白色方块的位置。
不过，当戈麦斯脱离了这套系统后，她再次回到了失明状态。
恢复盲人功能性视力潜力巨大
还需要更多患者做更长时间测试
“我们的研究结果证明了通过人类视觉皮层的大量电极进行慢性皮质内微刺激的安全性和有效性，显示了其在恢复盲人功能性视力方面的高潜力。”研究团队在相关研究论文中总结道。
报道指出，这项实验的结果无疑令人鼓舞。在戈麦斯的案例中，没有证据表明该设备会引发神经死亡、癫痫发作或其他负面副作用，这意味着，微刺激可以安全地用于恢复功能性视觉，即使是视网膜或视神经遭受了不可逆损伤的人。
由于视神经被破坏，全球大约有1.48亿人失去了视力。青光眼或视神经萎缩是导致失明的主要原因之一，对他们而言，绕过眼睛直接将视觉信息发送到大脑是恢复视力的最好选择之一。
犹他大学的生物工程师理查德诺曼表示：“这项研究的目标之一是让盲人有更多的活动能力。让他们很轻松地识别出一个人、一个出入门或一辆汽车，以提高他们的独立性和安全性。这就是我们努力的方向。”
此前，也有其他研究将同样的微电极阵列植入大脑的其他区域，以帮助控制假肢，如帮助瘫痪病人控制四肢肌肉等等。但这是该技术首次用于盲人身上，目前仅有戈麦斯一名受试者，仍处于早期尝试阶段。因此，在这项技术运用于临床之前，还需要在更多的患者身上进行更长时间的测试。
研究人员表示，过去的研究表明，需要700根电极才能帮助盲人恢复活动能力。他们希望在接下来的研究中增加电极的数量，在植入物的大小和视觉强度之间找到正确的平衡。
目前，研发团队正在招募新的志愿者进行进一步实验。研究人员表示，尽管目前似乎只能恢复最基本的视觉形式，但也许有一天，基于戈麦斯的努力，未来的病人可以用这个假体识别出整个字母表。他们透露，已有4名病人正排队等待试用该设备。
红星新闻记者 徐缓
编辑 潘莉
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