概述
“仿生眼”設備主要包括一副裝有攝像頭和信號傳送器的眼鏡、一個視頻處理器、一個信號接收器和一個電極。佩戴這種眼鏡前,患者首先要接受眼部手術,將一個極薄的電子信號接收器和電極板植入視網膜上。
這其實是一個太陽鏡上配上攝像機和視頻處理器的裝置,可以通過無線方式把捕捉到的圖像傳送給仿生眼外面的一個微型接收器。接下來,這個接收器通過一條微型電線把數據傳遞給視網膜上的一排電極,而視網膜是一層仿生眼後面通常對光做出反應的特殊細胞薄膜。電極受到刺激時,這些特殊細胞就通過視神經把信息傳給大腦,這樣一來大腦就收到亮點和黑點的圖案。
類型
外置型仿生眼
外置型“仿生眼”由美國第二視覺( Second Sight)公司研發。世界各地的18名患者已安上百眼巨人二世仿生眼。由德國公司Retina Implant AG研製仿生眼,是由一個尺寸3毫米×3毫米的微晶片以及1500個光感測器構成。光感測器的作用是取代因疾病喪失功能的視網膜。與此前研製的仿生眼相比,Retina Implant打造的電池動力仿生眼無需使用笨重的附屬檔案,例如安裝在深色眼鏡上的攝像頭,這在仿生眼研究史上還是第一次。
這種仿生眼背部的一個微型晶片能夠幫助盲人“重見光明”,讓他們再次看到鐘錶指針和日常物品。植入仿生眼已幫助2名男性盲人和1名女性盲人在因色素性視網膜炎失明後第一次看到物體。幾天之內,所有3名患者均能看到擺放在桌子上的物體,其中包括杯子茶托。
內置型仿生眼
由澳大利亞政府提供部分資金的科研機構澳大利亞仿生視覺(Bionic Vision Australia)設計、製造並試驗了這款仿生眼。它擁有24個電極,通過一根從眼睛後面延伸出來的小線,與耳朵後面附著的感受器連線在一起。它被植入眼睛視網膜附近的脈絡膜空間裡。該裝置用電刺激視網膜。電脈衝經過這個裝置,刺激視網膜。然後這些脈衝傳回大腦,生成圖像。該裝置能讓患者恢復輕度視力,區分光和黑色物體的明暗對比及邊緣。研究人員希望進一步完善這個裝置,以便失明患者能夠實現獨立生活。
2012年9月3日,據《每日郵報》報導,澳大利亞失明人士戴安·亞施沃斯植入仿生眼恢復部分視力,這標誌著科學家已經向成功幫助視障人士重新開始獨立生活又邁進了一大步。
最新發明
英國研製眼科醫生用“非常令人吃驚”形容測試結果,首批英國患者將在幾個月內成為這項技術的受益者。專家們表示,這種視網膜下植入設備能夠讓失明症的治療爆發一場革命,就像耳蝸植入設備改變聾人的生活一樣。首批受益者將是那些患有色素性視網膜炎的人。色素性視網膜炎是一種遺傳性疾病,會逐漸破壞視網膜並最終導致患者完全失明。此外,仿生眼也可以用於治療與衰老有關的視網膜黃斑變性疾病,這是老年人中最為常見的失明原因。英國當前未被治癒的視網膜黃斑變性疾病患者在50萬人左右。
麥克拉倫計畫2011年初開始在英國測試這種仿生眼,據悉,這款設備的造價在2萬英鎊至4.5萬英鎊(約合3.2萬美元至7.2萬美元)之間,與培訓一條導盲犬的費用不相上下。然而,這種仿生眼並不適用於所有類型的失明症,在廣泛使用前仍需做更多工作——有望在5年內廣泛使用。
這種最新技術叫做“阿古斯二代”,使用一個微型 照相機裝配在 墨鏡上,向植入60個電極的視網膜上傳送信號,之後視網膜信號中繼至視神經組織。這種由“超人視力”公司研製的 人造視網膜現已成功地在30位患者進行測試,其中10位患者來自英國,歐洲官方現已對這種治療失明方案批准認可。科學家稱,這是仿生眼技術發展的重大進展,證實了電子移植技術可用於恢復視力。然而,這項視力恢復技術並不廉價,自費患者治療費用需5萬英鎊。“超人視力”公司目前希望該技術能套用於英國國民衛生服務。
這種植入技術有助於色素性視網膜炎(RP)患者恢復視力,RP病症是一種退化性眼部絕症,發病率為4000分之一。RP患者視網膜中感光器官已死亡,棒狀感光器(提供黑白視力)主要受到影響,但有時這種遺傳性疾病障礙還會影響視錐細胞或者彩色視覺感光器。
當視網膜緩慢退化,並逐漸失去將圖像傳送至大腦的能力時,患者將逐漸地喪失視力。這種最新技術叫做“阿古斯二代”,使用一個微型照相機裝配在墨鏡上,向植入60個電極的視網膜上傳送信號,之後視網膜信號中繼至視神經組織。盲人患者首次接受治療時需要植入一個無線電接收器和電極板,有助於刺激視網膜上的相關細胞。一旦這一過程完成,患者便可使用微型照相機看到光線、移動物體和色彩,辨認出較大的物體,甚至能看清螢幕上較大的字型。
一台微型計算機可將圖像轉換成為電子脈衝信號,再傳輸至植入器和電極,最終將它們轉變成為光線色素。英國倫敦摩菲爾眼科醫院眼科醫師顧問林登-達-克魯茲(Lyndon Da Cruz)稱,這項植入眼睛神經組織的技術是可行的,並且具有長期穩定性。目前,我們需要思考應當如何進一步展開工作,使這項技術更加完美。“超人視力”公司副總裁Gregoire Cosendai稱,預計公司將於2056年夏季大力推廣這項技術。