全国首例!脑机接口智能视网膜让盲人看见字符
绕过视网膜重建视觉通路
视网膜色素变性等外层视网膜退行性疾病,因感光细胞逐渐凋亡,患者的视网膜如同损毁的“底片”无法感光,传统药物与手术难以逆转。
全球范围内,视网膜色素变性与老年性黄斑变性等外层视网膜退行性疾病,累计影响逾两千万患者。我国遗传性视网膜色素变性群体基数庞大,患者经历漫长的进行性视力丧失,始终缺乏有效治疗手段。
IMIE智能视网膜另辟蹊径,以“绕过”损伤感光细胞、直接电刺激下游神经元的策略,重建人工视觉通路。其核心技术的原理是通过微创手术在视网膜植入微型电极,患者佩戴集成摄像头的特制眼镜,实时将外界图像信息转化为电刺激信号,精准刺激残存视觉神经细胞,经视神经传导至大脑视觉皮层,从而帮助盲人患者重建光感、运动觉察及物体轮廓识别等初级视觉功能。
“如果把眼球比作相机,视网膜就是底片。当底片损毁,我们直接用电信号‘告诉’后面仍完好的神经细胞看到了什么,相当于给视觉系统架设了一条旁路。”许惠卓解释。
通道数是衡量人工视觉分辨力的关键指标。目前国外同类产品多为60通道,而IMIE拥有256个独立刺激位点。许惠卓做了个比喻:“一个图像由256个点组成,相对于60个点来说更为清晰和精细。通道越多,患者理解和识别的能力就越强。”而柔性电极采用微机电系统与先进封装技术,具备优异的安全性与生物相容性。
与大众常听说的“意念控制”类脑机接口相比,IMIE智能视网膜产品有何不同?许惠卓表示,意念控制是读取大脑信号去控制外部设备,而IMIE智能视网膜是将外界图像信息传入大脑后再进行输出。该产品通过摄像头捕捉画面,转化为电刺激,绕过坏死感光细胞,直接刺激残存的视网膜神经节细胞,经视神经传入视觉皮层,让患者产生光感、形状乃至文字感知,本质上是重建视觉输入通道。
患者有望实现生活自理
今年61岁的陈阿姨,20年前被确诊为视网膜色素变性,多年来辗转国内多地甚至远赴美国求医,却依然未能阻止双眼逐渐失明。
4月23日,陈阿姨在湘雅医院完成IMIE智能视网膜植入手术,美国国家医学院院士、美国国家工程院院士马克·霍默恩现场指导手术。据介绍,手术将直径仅6毫米的高密度电极阵列,精准贴附于厚度仅0.4毫米的视网膜黄斑区域,并借助直径250微米的微型固定钉一次定位成功,这也是IMIE智能视网膜技术最核心的难点。手术术中、术后均未发生严重不良事件。
然而,手术成功只是第一步。仿生视觉并非天然视觉的简单复制,而是一种需要大脑重新学习解读的全新感官语言。术后患者进入系统视觉康复训练阶段,通过反复的图像暴露、辨识与反馈,视觉皮层逐步建立新的解析模式。
“从感知光斑到识别物体、理解文字,需要患者持之以恒的配合与适应。一般经过约6个月严格视觉康复训练,患者的物体轮廓识别、物品分类及定向活动能力有望稳步提升,部分受试者可望基本实现生活自理。”许惠卓说。
许惠卓表示,当数字、文字与物体轮廓再次进入失明患者的感知世界,长期被隔离于社会信息流外的盲人群体,将有可能逐步重获独立出行、自主购物,乃至回归学习和工作的能力。“团队将严格遵循规范,稳步扩大受试者范围,持续优化视觉编码策略与康复方案,推动产品迭代。未来数年,这款凝聚中国智造成果的脑机接口产品有望完成注册审评,真正成为广大盲人患者可及的光明选择。”