人脑计划又发《Science》新文

时间：2020-12-07 00:00:00 来源：网络整理

世界上大约有4000万盲人。他们中的许多人并不会从对眼睛下手的治疗中获益，例如，在视神经受损的情况下，眼睛和大脑之间的联系就失去了。对这些病人来说，直接刺激大脑后部的视觉区域可能是解决办法。

通过植入物刺激大脑产生人工视觉感知的想法并不新鲜，可以追溯到20世纪70年代，然而，现有的系统一次只能产生少量的人工“像素”。由pieter Roelfsema领导的团队正在使用新的植入物生产和植入技术、尖端材料工程、微芯片制造和微电子技术，开发出比以前的植入物更稳定、更耐用的设备。

电刺激

当电刺激通过植入的电极传递到大脑时，它会在视觉空间的特定位置产生一个光点的感觉，即所谓的“光幻视（phosphene）”

研究小组开发了由1024个电极组成的高分辨率植入物，并将其植入两只视力正常的猴子的视觉皮层。他们的目标是通过多个电极同时传递电刺激来产生可解释的图像，从而产生由多个光幻视组成的知觉。Roelfsema说：“我们植入视觉皮层的电极数量，以及我们能够生成高分辨率人工图像的人工像素数量，是前所未有的。”

识别点、线和字母

猴子们首先要做一个简单的行为任务，在这个任务中，他们通过一个单独的电极来报告在电刺激过程中产生的光幻视的位置。它们还接受了更为复杂的任务测试，如运动方向任务（在一系列电极上施加微刺激）和字母辨别任务（其中，微刺激同时在8-15个电极上传递），以字母的形式产生感知。猴子们利用人工视觉成功地识别出形状和知觉，包括线条、移动的点和字母。

或者直接绕过视觉神经的前几阶段。“因此，在未来，这种技术可以用于视网膜、眼睛或视神经损伤或退化，但其视觉皮层保持完整的盲人的低视力恢复，”Roelfsema团队的博士后研究员Xing Chen解释道。

这项研究为一种神经修复装置奠定了基础，它可以让深度失明的人恢复功能性视力，识别物体，在陌生环境中导航，在社交环境中更容易互动，显著提高他们的独立性和生活质量。

Roelfsema说：“这项工作不仅是人脑项目资助的一部分，未来人类植入物的设计也将受益于EBRAINS大脑图谱。如果你想以这种高度精确的方式与大脑皮层连接，你需要一张非常详细的地图。”

“我们的目标始终是帮助将改变生活的大脑研究创新带给患者。像这样的研究填补了从基础研究到改变人类大脑的技术之间的鸿沟，”人脑项目的科学研究主任Katrin Amunts说。

EBRAINS首席执行官pawel Swieboda说：“这是脑-机接口领域取得进展的一个很好的例子，我们的目标是使EBRAINS成为欧洲此类研究的主要枢纽和加速器。”

原文检索：Shape perception via a high-channel-count neuroprosthesis in monkey visual cortex

（生物通：伍松）

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