35岁的患者BAA在她27岁时失明。她仍然可以检测到光明和黑暗，但出于所有意图和目的，她是失明的。现在，她和其他以前见过的人 - 有一天可能会使用植入大脑的电极重新获得有限的视力。在一项新的研究中，这种电极导致BAA和其他人的视觉皮层的部分以特定的模式点亮，使他们能够在他们的头脑中看到字母的形状。
这项工作在40多年前出现的领域向前迈出了一步，但进展相对较小。研究结果表明，刺激大脑中图像的技术方法“现在已经触手可及”，Pieter Roelfsema是一位神经科学家，负责指导荷兰阿姆斯特丹神经科学研究所并没有参与这项工作。
20世纪70年代，生物医学研究员威廉·多贝尔(当时在盐湖城的犹他大学)首次在大脑中植入电极以刺激视觉皮层，从而开始研究盲人的大脑以观察形状。通常，视网膜中的视杆和视锥细胞将光波转换成传递到大脑的神经冲动。那里的特殊细胞层，称为视觉皮层，处理大脑其他部分使用的信息。
Dobelle的植入物利用了一种称为视网膜图谱的现象。视野 - 您在观察世界时看到的空间平面 - 大致映射到视觉皮层的一部分。通过电刺激这个脑图的一部分，Dobelle可能会导致闪烁的光被称为光幻视，出现在盲人，但至少经历过几年视力的人心中。通过刺激不同的电极，他可以让光幻视在人的视野的不同部位闪光。
Dobelle梦想能够立刻激发许多光幻像来创建图像，有点像计算机屏幕上的像素。德克萨斯州休斯顿市贝勒医学院的神经科学家Michael Beauchamp表示，这一系列研究停滞不前。当研究人员试图刺激由许多光幻视素组成的复杂图像时，例如字母表中的字母，人们的大脑似乎将预期的图像涂抹成无法识别的东西。
他和贝勒的同事威廉·博斯金和丹尼尔·约瑟尔有一个想法：如果他们不是立刻刺激一个形状中的所有光幻象，而是按顺序刺激它们，就像一个接一个的大帐篷的灯光一样?为了测试这个想法，他们发现了四名癫痫患者，他们的大脑中植入电极以帮助控制症状。在参与者的同意下，研究人员在视觉皮层的地图段上添加了一组24个微小电极。
在一系列实验中，Beauchamp及其同事以模拟字母形状的序列刺激这些电极，例如C和Z.闪光发生在相隔大约50毫秒的位置，它们一起描绘出一个字母的形状。然后，参与者将使用手写笔在计算机屏幕上绘制闪现在他们脑海中的图像。Beauchamp及其同事上周在加利福尼亚州圣地亚哥的神经科学学会年会和预印本服务器bioRxiv上报道，他们的表现非常出色，轻松制作了字母图案。
接下来，研究人员用患者BAA重复测试。她之前已经配备了类似于癫痫患者使用的大脑植入物。她用一个触摸屏画出刺激过程中涌现出来的图案。与有视力的参与者一样，她设法生成的模式与研究人员编制的模式非常接近。
到目前为止，研究人员仅使用字母模式进行实验 - 每个参与者有5到10个字母 - 但他们希望很快能使用基本形状，如正方形和圆形。Beauchamp说，对于以前有视力的人来说，这项工作有一天可能会导致一种设备使用人的手机摄像头来观察他们的环境，并将所看到的内容转换成基本的形状和轮廓，这些形状和轮廓可以直接传送到他们的大脑中。“你可以拥有一种导航模式，一种人脸识别模式，一种阅读模式 - 各种模式可以帮助盲人过上自己的生活。”
但这种技术不太适用于天生失明的人。这是因为在儿童早期发育期间，他们的视觉皮层经常被其他功能接管，例如听觉处理。Roelfsema还指出，Beauchamp的团队每秒只能刺激大约20个phosphenes。这对于相对简单的形状和字母来说很好，但Beauchamp的潜在需求需要更高的分辨率。Roelfsema说，一种可能的解决方案是将电极植入皮层深处。他说，皮质植入的电极会产生较小的光幻视，这意味着研究人员可能能够同时发射几个电极，而不会将光幻视素混合在一起。结合新的测序方法，可以允许更复杂的图像。
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