济源专业做网站公司,中企动力邮箱网页版,网站建设与维护 参考文献,网页界面设计使用的单位主要是来源 | 学术头条#xff08;ID:SciTouTiao#xff09;头图 | CSDN付费下载自视觉中国对于全球 5000 多万盲人来说#xff0c;重见光明是一个遥不可及的梦想。而为了与盲人朋友进行交互#xff0c;我们发明了盲文#xff0c;用各种凸起的字符集合来表达各种意思。但这种通过… 来源 | 学术头条ID:SciTouTiao头图 | CSDN付费下载自视觉中国对于全球 5000 多万盲人来说重见光明是一个遥不可及的梦想。而为了与盲人朋友进行交互我们发明了盲文用各种凸起的字符集合来表达各种意思。但这种通过手指触摸来识别的方式太过低效。随着脑科学研究的深入以及脑机接口技术的发展科学家们开始尝试开发能够让盲人看见东西的高科技设备视皮层视觉假体。5 月 14 日国际顶级期刊《细胞》杂志发表了一项黑科技成果来自美国贝勒医学院 Daniel Yoshor 教授带领的研究团队通过动态电流电极刺激大脑皮层成功在受试者脑海中呈现指定的图像。Daniel Yoshor 教授表示“当我们使用电刺激在患者大脑上直接追踪字母时他们能够‘看到’预期的字母形状并正确识别出不同的字母。他们把这些字母描述成发光的斑点或线条就像正常人看到天空中出现的字母一样。”绕过眼睛直接植入视觉信号我们知道人类之所以能够看到、听到、摸到周围的世界是因为我们的眼睛、耳朵、皮肤会将环境刺激信号传输到大脑皮层并在皮层相应区域产生神经元活动。正是这些神经元的活动才形成了我们对外部环境的真实感知体验。当然大脑皮层偶尔也会错误地形成一些真实世界并不存在的感知体验比如幻听、幻视。而对于绝大多数盲人来说失明主要是由于眼睛或者视神经受损而大脑与常人无异。因此数十年来科学家一直想开发一种设备直接绕过受损的眼睛和视神经直接将视觉信息传递给大脑从而使盲人恢复视力。这种设备被称为视皮层视觉假体visual cortical prosthetic又名“仿生眼”是一种将图像信息进行人工处理与编码通过插入的微电极阵列对视觉神经系统进行刺激使盲人恢复部分视力的人造器官。早在 1996 年来自美国犹他州的世界著名高等学府犹他大学的研究人员就成功开发出了视皮层视觉假体长度为 1.5 mm 的 100 个针状电极呈 10×10 正方形排列在厚 0.2 mm、面积为 12.96mm2 的金属薄片上。在当时的实验中研究人员将电极植入患者脑内刺激大脑皮层成功让患者产生了“光幻觉”患者可以描述研究人员预测的颜色并且跟随光斑的位置转动眼球。随后研究人员又对视皮层视觉假体进行了改良开发出了经颅刺激的无痛、非入侵式的方法可以使正常人和盲人产生“光幻觉”同时也可以用来确定患者的视觉皮层是否正常用于帮忙筛选合适的“仿生眼”移植者。然而即使经过改良这些视皮层视觉假体依旧不太成功因为这些方法仅仅将每个电极视为可视显示器中的像素通过同时刺激了多个电极参与者虽然可以“看到”到光点分辨颜色但却无法识别有用的信息例如文字和图像。闭上眼脑海中浮现了字母为了让视皮层视觉假体能够更好的帮助盲人认识世界Daniel Yoshor 教授开始着手动态激活电极的研发。而其中的技术原理也很有趣。小时候大家都应该玩过一个简单版“你画我猜”的小游戏一个小伙伴用手在另一个小伙伴的手上或者其他部位写下一个字然后让另一个人猜这个字是什么。显然如果我们直接拿一个汉字或字母往手上按压另一个小伙伴肯定很难猜出正确答案这也是此前视皮层视觉假体的局限无法生成连贯的刺激让患者产生对字母或图片形成连贯的感知。而通过手写的方式我们显然可以更准确的猜出答案。这也是 Daniel Yoshor 教授灵感的来源通过动态电极刺激大脑皮层绘制字母或图像的轮廓从而让患者能够更清楚地识别研究人员想要传达的信息。为了实现这一目标研究人员对传统的电极进行了改进结合了电流转向和动态刺激通过精准的电流控制依次激活不同的电极来实现字母或图片轮廓的绘制。为了验证这一改良后装置是否可行研究人员在四个视力受损但没有完全失明以及 2 个完全失明患者的大脑视觉皮层内植入这种电极然后依次激活不同的电极绘制字母“Z”的轮廓结果这 6 名受试者都“看到”了字母“Z”的存在。该视频展示了一位盲人受试者根据对视觉皮层的动态刺激绘制出脑海中呈现的字母图像结果表明盲人的确可以通过使用将视觉信息直接输入大脑的技术来重新获得识别视觉信息的能力。不过这个技术目前还不完美因为人类大脑视觉皮层中包含了数十亿个神经元而在这次研究中研究人员仅刺激了其中的一小部分仅仅实现了字母信息的传递实用性并不够。对此本文的第一作者 Michael S. Beauchamp 表示此次研究仅仅证明了通过视皮层视觉假体的确可以让盲人重新获得“视力”下一步研究团队将和神经工程师合作开发具有数千个电极的电极整列改进刺激算法从而能够精准地刺激大脑视觉皮层的每一个神经帮助盲人“看到”更复杂的信息实现他们看清世界的梦想。说到这不禁让人细思极恐都说耳听为虚其实眼见也不一定为实。我们通过肉眼观察让大脑感受到的这个物理世界会不会也是被虚拟出来的呢参考资料Cell, Beauchamp et al.: Dynamic Stimulation of Visual Cortex Produces Form Vision in Sighted and Blind Humans https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.033Roelfsema, Writing to the Mind’s Eye of the Blind, Cell (2020), https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.014未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
