สมองเทียมช่วยให้หญิงตาบอดมองเห็นรูปร่างง่ายๆ

ไมโครอิเล็กโทรดอาร์เรย์ที่ฝังอยู่ในคอร์เทกซ์การมองเห็นของหญิงตาบอด ทำให้เธอสามารถมองเห็นรูปแบบง่ายๆ และระบุเส้น รูปร่าง และตัวอักษรได้ ในการตรวจสอบทางคลินิกเป็นเวลา 6 เดือนที่มหาวิทยาลัย แสดงให้เห็นถึงศักยภาพสูงในการฟื้นฟูการมองเห็นที่เป็นประโยชน์ในบุคคลที่มองไม่เห็นและเพิ่มความเป็นอิสระของพวกเขา อดีตครูสอนวิทยาศาสตร์วัย 60 ปี ผู้ซึ่งพัฒนาโรค

ระบบประสาทตา

เป็นพิษซึ่งทำให้ตาบอดทั้งหมดเมื่อ 16 ปีก่อน อาสาสมัครทำงานร่วมกับนักวิทยาศาสตร์จากศูนย์ตา ที่มหาวิทยาลัย โกเมซเป็นบุคคลแรกที่ฝัง UEA ในบริเวณการมองเห็นของสมองเป็นระยะเวลานานและได้รับการกระตุ้นซ้ำๆผู้ร่วมวิจัยหลักวิศวกรชีวภาพแห่งมหาวิทยาลัย Utah ได้พัฒนา UEA ตัวแรก

เมื่อ 30 ปีที่แล้ว อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยอาร์เรย์ไมโครอิเล็กโทรด 100 ตัวที่ฝังเข้าไปในสมองเพื่อบันทึกและกระตุ้นกิจกรรมทางไฟฟ้าของเซลล์ประสาท โดยมีเป้าหมายเพื่อฟื้นฟูการมองเห็นที่มีประโยชน์ให้กับคนตาบอดสำหรับการศึกษานี้ ซึ่งรายงานในวารสาร ทีมงานได้ใช้อวัยวะเทียม 

ซึ่งรวมถึงแว่นตาที่ติดตั้งกล้องวิดีโอขนาดเล็กที่ส่งภาพแบบเรียลไทม์ ข้อมูลภาพที่รวบรวมโดยกล้องจะถูกเข้ารหัสโดยซอฟต์แวร์พิเศษและส่งไปยัง UEA จากนั้นอาเรย์จะกระตุ้นเซลล์ประสาทให้ผลิตฟอสฟีน (การกะพริบของแสงที่มองเห็นโดยไม่ต้องป้อนข้อมูลด้วยสายตา) ซึ่งโกเมซรับรู้เป็นจุดแสงสีขาว

เพื่อสร้างภาพเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพตำแหน่งการฝังของอาร์เรย์อิเล็กโทรด นักวิจัยใช้การถ่ายภาพ MR ก่อนการผ่าตัดเพื่อสร้างโครงสร้างกายวิภาคของพื้นผิวและโครงสร้างประสาทและหลอดเลือดของคอร์เท็กซ์การมองเห็นหลักของอาสาสมัครในสามมิติ พวกเขาเลือกบริเวณเยื่อหุ้มสมองส่วนท้ายทอย

ด้านขวาซึ่งสามารถเข้าถึงได้ง่ายในขณะที่หลีกเลี่ยงเส้นเลือดใหญ่ ศัลยแพทย์ระบบประสาททำการผ่าตัดเปิดกะโหลกโดยเน้นที่ตำแหน่งที่ต้องการ และฝัง UEA ขนาด 4 มม. ที่มีไมโครอิเล็กโทรด 96 ตัวยื่นออกมาจากฐานซิลิคอน ขั้วต่อภายนอกของอิเล็กโทรดติดอยู่กับกะโหลกโดยใช้สกรูไทเทเนียมหกตัว 

โกเมซ

ได้รับการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าและการบันทึกระบบประสาทหลายหน่วย 1-2 ครั้งต่อวัน 5 วันต่อสัปดาห์ นานสูงสุด 4 ชั่วโมงต่อครั้ง ตลอดระยะเวลาการศึกษา 6 เดือน เธอได้รับการกระตุ้นประมาณ 540 ชม.

การระบุแสงเนื่องจากคนตาบอดมักจะประสบกับแสงวาบแบบสุ่มที่เรียกว่าฟอสฟีนที่เกิดขึ้นเอง 

จึงได้รับการฝึกฝนให้แยกความแตกต่างเหล่านี้จากปรากฏการณ์ที่เกิดจากไฟฟ้า ในวันแรกหลังการปลูกถ่าย เธอรายงานครั้งหนึ่งทุกๆ 5–10 วินาที แต่หลังจากผ่านไป 12 สัปดาห์ อาการเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นครั้งคราวเท่านั้น ในช่วงระยะเวลาการฝึกเกือบสองเดือน เธอเรียนรู้ที่จะรับรู้ว่าฟอสฟีนที่เหนี่ยวนำด้วยไฟฟ้า

นั้นถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นให้อยู่ในขอบเขตเดียวกันของพื้นที่การมองเห็นของเธอเสมอ และพวกมันจะปรากฏพร้อมกับเสียงการได้ยินความถี่ต่ำที่ใช้เพื่อระบุการเริ่มต้น ของการกระตุ้นด้วยไฟฟ้านักวิจัยระบุว่าการเพิ่มจำนวนอิเล็กโทรดกระตุ้นจาก 2 เป็น 16 จะเพิ่มความสว่าง ความชัดเจน 

และขนาด

ของฟอสฟีนที่รับรู้ได้อย่างมีนัยสำคัญ พวกเขาสังเกตเห็นว่าโกเมซจะ “มองเห็น” จุดแสงได้ง่ายกว่าเมื่อมีการกระตุ้นอิเล็กโทรดมากกว่าสองขั้ว ระยะห่างของอิเล็กโทรดกระตุ้นยังช่วยปรับปรุงการจดจำรูปร่างและตัวอักษรด้วย อิเล็กโทรดที่เว้นระยะห่างกัน 400 µm สามารถสร้างภาพที่แตกต่างกันได้

จากนั้นโกเมซสามารถระบุตัวอักษรหลายตัวและแยกความแตกต่างได้ว่าเป็นตัวอักษรตัวพิมพ์ใหญ่หรือตัวพิมพ์เล็ก เธอยังสามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างรูปแบบต่างๆ และ/หรือกลุ่มของอิเล็กโทรดเมื่อเล่นวิดีโอเกมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษทีมงานพบว่าสีและความสว่างของภาพที่รับรู้สามารถควบคุมได้

โดยการปรับกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการกระตุ้นไมโครอิเล็กโทรดแต่ละตัว กระแสที่สูงกว่า 50% ของระดับการกระตุ้นที่ธรณีประตู (66.8±36.5 µA สำหรับอิเล็กโทรดเดี่ยว) ให้แสงที่สว่างกว่าและขาวกว่า กระแสน้ำที่ลดลงสร้างภาพสีซีเปียสลัว ถึงระดับความสว่างสูงสุดด้วยกระแสประมาณ 90 μA

“ผลลัพธ์เหล่านี้น่าตื่นเต้นมากเพราะแสดงให้เห็นทั้งความปลอดภัยและประสิทธิภาพ” ผู้ร่วมงานกับ มากว่า 30 ปีให้ความเห็น “เราได้ก้าวไปข้างหน้าครั้งสำคัญ โดยแสดงให้เห็นศักยภาพของอุปกรณ์ประเภทนี้ในการฟื้นฟูการมองเห็นที่ใช้งานได้สำหรับผู้ที่สูญเสียการมองเห็น” “เป้าหมายหนึ่ง

ของการวิจัยนี้คือเพื่อให้คนตาบอดมีการเคลื่อนไหวมากขึ้น” นอร์มันน์กล่าวเสริม “มันสามารถช่วยให้พวกเขาระบุตัวบุคคล ทางเข้าประตู หรือรถได้อย่างง่ายดาย สามารถเพิ่มความเป็นอิสระและความปลอดภัย นั่นคือสิ่งที่เรากำลังดำเนินการอยู่”ทีมงานหวังว่าการทดลองชุดต่อไปจะใช้ระบบเข้ารหัสภาพ

ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งสามารถกระตุ้นอิเล็กโทรดได้มากขึ้นพร้อมกันเพื่อสร้างภาพที่มองเห็นได้ซับซ้อนขึ้น พวกเขาอธิบายว่าอาร์เรย์ UEA เดียวไม่น่าจะเพียงพอสำหรับการมองเห็นที่เป็นประโยชน์ “ในอนาคต เราคาดหวังว่าไมโครอิเล็กโทรดภายในคอร์เทกซ์หลายอาร์เรย์จะเรียงต่อกันทั่วคอร์เท็กซ์

ดังที่ได้รับการบันทึกไว้ เช่นจากมุมมองของวันนี้ ใคร ๆ อาจสงสัยว่า Ryle นั้นพิเศษจริง ๆ หรือไม่ แน่นอน วิทยุอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เป็นเพียงออปติคอลอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ที่ปรับให้ทำงานที่ความยาวคลื่นยาวขึ้น? ท้ายที่สุด อัลเบิร์ต มิเชลสันได้กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวดวงแรก 

(นอกเหนือจากดวงอาทิตย์) โดยใช้อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบออปติคัลย้อนกลับไปในปี 1920ในความเป็นจริง “การปรับตัว” นั้นเกี่ยวข้องกับข้อมูลเชิงลึกทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญซึ่งจัดทำโดย Ryle (โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังเคราะห์รูรับแสงและเทคนิคการสังเคราะห์การหมุนของโลกที่เกี่ยวข้อง) และการพัฒนาที่สำคัญในด้านโทรคมนาคมและการประมวลผลข้อมูล นอกจากนี้ ในปี พ.ศ. 2488 

credit: iwebjujuy.com lesrained.com IowaIndependentsBlog.com generic-ordercialis.com berbecuta.com Chloroquine-Phosphate.com omiya-love.com canadalevitra-20mg.com catterylilith.com lucianaclere.com