對于每一個視覺正常的人來說,,面對多彩的世界已經(jīng)習以為常,,但是對于失明者來說,多彩的世界也許只是夢中的童話,。
很久以前,,科學家就探索如何讓失明者看到世界,在眾多研究中,,逐漸接近實現(xiàn)的當屬人工視覺技術(shù),。
近日,山西被挖眼男童的悲慘遭遇,,也讓人們再次把目光轉(zhuǎn)移到人工視覺的進展上,。9月10日,小斌斌在深圳接受植入義眼手術(shù),,約一個月后植入“義眼片”,,希望兩至三個月后使用“電子眼”重新看世界。
這里的“電子眼”指的就是人工視覺,。那么人工視覺技術(shù)有怎樣的原理,?這項技術(shù)進展怎樣,?這項技術(shù)真的能讓失明者復明并看到彩色的世界嗎?
北京大學物理學院現(xiàn)代光學研究所教授張家森告訴《中國科學報》記者,,人工視覺就是通過體外攝像機和眼內(nèi)植入的電路芯片把圖像轉(zhuǎn)換成電流刺激視神經(jīng),,幫助失明者恢復視覺。
據(jù)報道,,人工視覺的研究最早始于上世紀50年代,。1956年,美國科學家塔斯克(Tassiker)發(fā)現(xiàn)在視網(wǎng)膜下植入光敏硒電池,,可產(chǎn)生光感,。60~70年代,科學家通過一系列實驗觀察到視覺系統(tǒng)能被外界電刺激激活,。對原發(fā)性視網(wǎng)膜色素變性研究發(fā)現(xiàn),,即使感光細胞受到破壞,視網(wǎng)膜內(nèi)層組織仍存在具有功能的神經(jīng)細胞來傳遞和處理信息,。到80~90年代,,科學家開始進行人工視覺刺激器的研究。目前,,人工視覺刺激器主要包括視網(wǎng)膜刺激器,、視皮層刺激器和視神經(jīng)刺激器。
但是,,張家森認為,,與聽覺這樣單一通道的感覺器官不同,人眼是極為復雜的感覺器官,,目前最先進的數(shù)碼相機在對現(xiàn)實世界的還原上仍然與人眼存在巨大差距,,人眼的分辨率超過世界上像素最高的相機。因此,,人工視覺的分辨率恐怕不及人眼,。此外,攝像頭是靠濾光片分辨色彩的,,而視神經(jīng)則有獨特的色彩分辨模式,,兩者之間的轉(zhuǎn)換是非常困難的,所以,,人工視覺很難還原真實世界的色彩,。
在北醫(yī)三院眼科主任醫(yī)師、教授王樂今看來,,人工視覺還處于研究階段,,真正投入臨床應用,至少要到20年后,。因為將光信號轉(zhuǎn)換成電信號再傳入大腦中,,是個極其復雜的過程,目前,,國外曾有學者將人工視覺應用于臨床試驗,,但被植入人工視覺的失明患者僅僅能夠看到障礙物,并不能分清物體的形狀和顏色,。
今年2月獲得美國FDA批準的仿生人工視覺系統(tǒng)也只是讓失明者看清光與影,,可以區(qū)分物體的輪廓,但無法看到彩色的世界,。
而即使是只能分清物體輪廓的人工視覺技術(shù)也不是針對所有失明者都有效的,。北京大學工學院生物醫(yī)學工程系研究員李長輝告訴《中國科學報》記者,如果患者的視神經(jīng)沒有被破壞,,加一個傳感器,,把光信號轉(zhuǎn)換成電信號刺激視神經(jīng),理論上是可行的,。但是,,人的視神經(jīng)并不是一根,而是有幾萬根,,究竟刺激哪一根視神經(jīng)可以實現(xiàn)對顏色的感覺,,哪一根視神經(jīng)可以實現(xiàn)對明暗的感覺,哪一根視神經(jīng)可以實現(xiàn)對形狀的感覺,,目前還說不清,。而且,當眼球被外力摘掉后,,視神經(jīng)的對應關(guān)系也被破壞了,。
不過,北京大學人民醫(yī)院眼科副主任醫(yī)師石璇在她的一篇文章中介紹,,國內(nèi)科學家正在研制一種“電子視網(wǎng)膜”,,通過手術(shù),在失明者的視覺系統(tǒng)里植入一個只有5毫米大小的電子刺激器,,這種“電子視網(wǎng)膜”能代替視網(wǎng)膜,,把外界世界傳來的光信號“翻譯”成生物電脈沖序列,成為大腦視覺處理器能接受的信號,。這樣,,即使失明者失去眼球,仍然可以通過植入視覺假體恢復視力,。
盡管如此,,“電子視網(wǎng)膜”能否適應人體內(nèi)的環(huán)境以及“電子視網(wǎng)膜”的壽命都是要進一步考慮的問題,。
盡管人工視覺技術(shù)還有很長的路要走,,但是隨著科技發(fā)展,,相信有一天,,它將像假肢、人工耳蝸一樣,,讓失明者也可以飽覽世界的美麗,。