視網(wǎng)膜退行性疾病是由視網(wǎng)膜感光細胞進行性退化引起的，是導致視力喪失和失明的主要原因之一，影響著全球數(shù)以千萬計的人。雖然作為視網(wǎng)膜感光細胞的視桿細胞和視錐細胞已經(jīng)完全退化，但與大腦相連的神經(jīng)回路大多保存完好，提供了通過直接刺激視網(wǎng)膜神經(jīng)元來恢復視力的機會。
由 Drs 領導的一個研究小組最近實現(xiàn)了一種基于通過超聲波激活這些神經(jīng)元的新的有前途的解決方案。美國洛杉磯南加州大學生物醫(yī)學工程和眼科教授周啟發(fā)和眼科和生物醫(yī)學工程教授、Argus II 的發(fā)明者之一 Mark S. Humayun
“這是朝著無需侵入性眼科手術即可工作的非侵入性視網(wǎng)膜假體邁出的一步，”周博士說。“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，超聲波的頻率遠高于人類所能聽到的頻率。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，就像光信號可以激活正常眼睛一樣。
聲音的機械壓力可以激活眼睛中的神經(jīng)元并向大腦發(fā)送信號。對于類似的體驗，任何人都可以通過揉眼睛或在閉上眼睛時輕輕推動眼球來感覺到輕微的光幻視。Humayun 博士是視網(wǎng)膜假體領域的先驅(qū)，他表示，“挑戰(zhàn)仍然是讓超聲波引發(fā)視覺感知，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。最近在西雅圖舉行的美國聲學學會會議上展示了研究結果的學生。據(jù)他說，“仍然需要弄清楚機械壓力是如何激活視網(wǎng)膜神經(jīng)元的。”
該研究現(xiàn)在處于開發(fā)進行人體實驗的設備的早期階段。動物實驗的一個主要限制是，與人類不同，我們無法在超聲刺激眼睛期間獲得有關他們視覺體驗的答案。該團隊通過直接測量大鼠視覺大腦區(qū)域(稱為上丘)的視覺活動解決了這個問題，視神經(jīng)直接連接到該區(qū)域。通過在該區(qū)域放置一個多電極陣列，可以通過電生理學記錄視網(wǎng)膜激活。研究表明，當超聲波以圖案形式投射到視網(wǎng)膜上時(例如，字母“C”)，可以測量上丘的相應活動。
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