随着视网膜义肢技术的进步，视觉的未来变得光明

当涉及到生物电子学时，大学的研究人员正在yabosports官网不断地开发技术，以改善人们的生活质量，各种各样的问题，如瘫痪、耳聋和失明。

特别是对抗视力丧失的一种方法是人工视网膜——2007年植入的Argus II就是最早的例子之一。在2018年,Second Sight Medical(阿格斯II的设计者)声称，全世界已经成功植入了300多个阿格斯II装置。

阿格斯II是10多年研发的副产品。图片由第二视力公司医疗

最近，几所大学已经分别研究了人工视网膜，发表了基于实验室的技术研究，这些技术可能在未来用于人体试验。

人工视网膜的基本原理

为了了解人工视网膜的基本原理，首先评估第二视力医疗公司的阿格斯II的工作原理可能是有用的只有fda批准的人工视网膜(2013年)。

基于眼镜摄像系统的后处理数据产生电脉冲，然后将其压在通过手术连接到患者视网膜内的电极上。

视网膜植入物工作原理的高级图表。图片由美国能源部

这些电信号与眼睛中剩余的生物“电路”(神经节簇)连接，将刺激传递到大脑。许多来自大学的研究似乎都建立了类似的参数模型，旨在对抗色素性视网膜炎。

例如，在瑞士的EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne)的研究人员已经开发一种包含10500个光点(像素)的视网膜植入物，提供近43度视野的高分辨率电极阵列(根据他们的研究，这是视觉安全导航的关键指标)。

(a)由EPFL研究人员设计的高密度假体，其活动工作区域直径为13毫米，包含近(b) 10500个光伏像素。图片由Chenais等。

斯坦福关注电极密度

斯坦福大学的研究人员声称，目前市场上的解决方案，即Argus II，未能解决神经节细胞激活的一个主要问题。

斯坦福大学的研究表明，不同的神经节细胞簇负责不同的视觉方面，必须单独激活。图片由斯坦福大学医学

目前使用的大型电极，在50 μm到500 μm之间，激活聚集的细胞簇，从而混淆大脑的信号。这导致视力恢复有限。

斯坦福大学的人工视网膜系统，它与其他替代品共享特征设计元素，比如带有内置摄像头的眼镜，处理能力，以及向视网膜的无线传输。图片由斯坦福大学医学

而不是这些大电极，研究人员建议使用10 μm不同的电极这可以刺激眼睛的视网膜上区域(大部分完整的神经节驻留的地方)的少量细胞。

眼部模拟足以取代眼睛吗?

香港科技大学(HKUST)的研究人员与以往的研究候选人和研究对象有着明显的不同生成一种由与真眼相似的元素组成的人造仿生眼。

香港科技大学的研究人员认为，这种透镜结构使透镜的焦点更锐利，因为与平面传感器(如成像相机)相比，这种结构减少了光的扩散效应，很像人眼。

去年五月，《华尔街日报》自然提供一份有关香港科技大学仿生眼研究的评论报告。研究表明t他的眼睛具有与人眼相当的感光灵敏度。

这种灵敏度主要是由于钙钛矿材料的新用途，它在下一代光电信号中具有良好的性能。

香港科技大学仿生眼的概念设计。图片由顾等人与自然

人造视网膜内的纳米线作为光感受器，沿着液态金属线(类似于神经纤维)传递信息。在科大发布的一段视频中，研究人员展示了仿生眼的感光能力，令人印象深刻能够区分字母出现在笔记本电脑屏幕上尽管眼睛分辨率有限。

克服今天的设计挑战意味着明天的愿景更清晰

对于这些研究小组来说，克服设计和生物学上的挑战可能意味着未来每个人都有可能拥有功能性视觉。

除了漫长的人体医学试验等待时间外，EPFL的研究还面临着制造问题，即在与半球形材料结合时像素会开裂。根据研究团队的说法，其他问题，如像素之间的串扰潜力和单个像素刺激单个神经节细胞的需求，也是制约因素。

斯坦福承认，为了推进他们的研究，还需要回答一系列问题，其中许多问题围绕着大脑信号编码以及神经节细胞的特定激活模式。他们希望随着机器学习的进步，对其中一些问题进行建模。

最后，科大的研究团队还需要克服几个问题，包括昂贵的制作工艺和有限的人眼分辨率——像素之间200 μm的大间隙限制了光探测区域。

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