視網(wǎng)膜退行性疾病是由視網(wǎng)膜感光細(xì)胞進(jìn)行性退化引起的，是導(dǎo)致視力喪失和失明的主要原因之一，影響著全球數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的人。雖然作為視網(wǎng)膜感光細(xì)胞的視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞已經(jīng)完全退化，但與大腦相連的神經(jīng)回路大多保存完好，提供了通過(guò)直接刺激視網(wǎng)膜神經(jīng)元來(lái)恢復(fù)視力的機(jī)會(huì)。
由 Drs 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組最近實(shí)現(xiàn)了一種基于通過(guò)超聲波激活這些神經(jīng)元的新的有前途的解決方案。美國(guó)洛杉磯南加州大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程和眼科教授周啟發(fā)和眼科和生物醫(yī)學(xué)工程教授、Argus II 的發(fā)明者之一 Mark S. Humayun
“這是朝著無(wú)需侵入性眼科手術(shù)即可工作的非侵入性視網(wǎng)膜假體邁出的一步，”周博士說(shuō)。“帶有攝像頭和超聲換能器的特殊眼鏡旨在為盲人和視力不佳的人提供新的世界觀。”
為了看看這種方法是否可行，該小組用超聲波刺激了一只失明老鼠的眼睛，超聲波的頻率遠(yuǎn)高于人類所能聽(tīng)到的頻率。這些高頻聲音可以很好地處理，并且可以集中在眼睛的所需區(qū)域。這種方法可以激活大鼠眼睛中的小群神經(jīng)元，就像光信號(hào)可以激活正常眼睛一樣。
聲音的機(jī)械壓力可以激活眼睛中的神經(jīng)元并向大腦發(fā)送信號(hào)。對(duì)于類似的體驗(yàn)，任何人都可以通過(guò)揉眼睛或在閉上眼睛時(shí)輕輕推動(dòng)眼球來(lái)感覺(jué)到輕微的光幻視。Humayun 博士是視網(wǎng)膜假體領(lǐng)域的先驅(qū)，他表示，“挑戰(zhàn)仍然是讓超聲波引發(fā)視覺(jué)感知，從而為盲人提供有用的視力。”
“我們知道超聲波可以產(chǎn)生良好控制的機(jī)械壓力、聲輻??射力，它可以用于活躍的神經(jīng)元，”周的博士之一陸庚西說(shuō)。最近在西雅圖舉行的美國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)議上展示了研究結(jié)果的學(xué)生。據(jù)他說(shuō)，“仍然需要弄清楚機(jī)械壓力是如何激活視網(wǎng)膜神經(jīng)元的。”
該研究現(xiàn)在處于開(kāi)發(fā)進(jìn)行人體實(shí)驗(yàn)的設(shè)備的早期階段。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的一個(gè)主要限制是，與人類不同，我們無(wú)法在超聲刺激眼睛期間獲得有關(guān)他們視覺(jué)體驗(yàn)的答案。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)直接測(cè)量大鼠視覺(jué)大腦區(qū)域(稱為上丘)的視覺(jué)活動(dòng)解決了這個(gè)問(wèn)題，視神經(jīng)直接連接到該區(qū)域。通過(guò)在該區(qū)域放置一個(gè)多電極陣列，可以通過(guò)電生理學(xué)記錄視網(wǎng)膜激活。研究表明，當(dāng)超聲波以圖案形式投射到視網(wǎng)膜上時(shí)(例如，字母“C”)，可以測(cè)量上丘的相應(yīng)活動(dòng)。
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