山西被挖眼男童小斌斌前天接受義眼手術(shù)的消息，激起公眾對復(fù)明醫(yī)學(xué)的極大遐想,。事實(shí)上,，全球人工視覺領(lǐng)域也正迎來突破口。
根據(jù)記者從美國哈佛醫(yī)學(xué)院人工視覺科研團(tuán)隊(duì)獲得的最新消息,，美國人工視覺最新科研成果顯示,，借助最新的“電子眼”技術(shù),，一些特定的后天性失明者有望重新“看到”,。不過,，那僅僅是模糊輪廓,，科學(xué)家將這些虛化、重疊的畫面形象地比作“莫奈的印象畫”,。目前,，科研人員正在申請將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于人體臨床實(shí)驗(yàn)。
為進(jìn)一步解讀全球人工視覺的最新進(jìn)展,，昨天,，本報(bào)獨(dú)家專訪到滬訪問的哈佛醫(yī)學(xué)院麻省眼耳專科醫(yī)院神經(jīng)眼科項(xiàng)目主任,、全球人工視覺創(chuàng)始人之一約瑟芬·F·里茲教授,。
微電子技術(shù)助力人工視覺
能不能讓失明者重新看到世界？上世紀(jì)80年代末,，面對一個個因視網(wǎng)膜退化變性或因糖尿病等慢性病導(dǎo)致的失明病例,，醫(yī)生們十分無奈,。經(jīng)歷了神經(jīng)內(nèi)科,、眼科兩輪?？谱≡横t(yī)師培訓(xùn)的約瑟芬·F·里茲和同事們萌發(fā)了一個大膽想法：能不能借助科技讓成千上萬的失明患者重新看見,？
“好比給聾人安上人工耳蝸,，能不能給失明的人裝上什么東西？”今天，里茲已是哈佛麻省眼耳?？漆t(yī)院知名的神經(jīng)眼科教授,。他們當(dāng)初的設(shè)想在全球已擁有一個響當(dāng)當(dāng)?shù)拿郑骸半娮友邸薄?
“不過,，當(dāng)時的技術(shù)還無法達(dá)成我們的設(shè)想,，無法幫助人們完成復(fù)明的心愿,。”里茲回憶說,，那是一段進(jìn)展并不十分順利的科研歲月。
而同一時期,，人工替代器官已進(jìn)入公眾視野,。如何在眼睛這個小型人體感覺器官上有所“動作”,？里茲和他的合作者瞄準(zhǔn)了上世紀(jì)80年代在美國蓬勃發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)：微電子。當(dāng)時，它被主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī),、工業(yè)領(lǐng)域,。如今,，它已被廣泛應(yīng)用于人工視覺研究領(lǐng)域。
里茲和他的團(tuán)隊(duì)就是在此基礎(chǔ)上開始研究將微型照相,、微型電路等技術(shù)組合,，創(chuàng)造出一對幫助盲人重新看世界的“電子眼”。
智能電極陣列讓圖像“顯形”
經(jīng)過多年的升級,，如今，里茲在哈佛大學(xué)與麻省理工學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)已研發(fā)出了在實(shí)驗(yàn)室階段比較成熟的“電子眼”,。
最新的“電子眼”,，由特質(zhì)眼鏡、電極芯片,、微型接收器等組成,。
首先,，科研人員在鞏膜（眼球外圍的白色軟組織，也是眼睛最外層的纖維膜,，俗稱白眼仁）與視網(wǎng)膜之間埋入一根比頭發(fā)絲還要細(xì)的電極芯片,。與之相連的是一塊超薄微型接收器，它被置于眼球表面,，如同眼球外敷的一塊迷你膏藥,。
接著，實(shí)驗(yàn)對象需要戴上一副帶有微型照相機(jī)的特制眼鏡,，當(dāng)照相機(jī)拍下圖像，圖像信號就會通過眼鏡上的無線射頻線圈,，以無線傳輸方式發(fā)送到同樣配有無線接收器的眼球部分,。此時，那塊超薄的微型接收器就會將圖像傳輸?shù)脚c之相連的手機(jī)（或任何可隨身攜帶的移動電腦）,，手機(jī)中的軟件將快速“識別”圖像,，并將結(jié)果反饋給電極芯片。
隨后,，電極芯片上將出現(xiàn)神奇一幕,。用放大鏡一看，在這個比頭發(fā)絲還細(xì)的芯片上,，實(shí)則整齊排列著數(shù)百個電極,，因而又得名“電極陣列”。每一個電極都有一根單獨(dú)的電線控制它們的表現(xiàn)——讓它們變亮或變暗,。
舉個最簡單的例子：當(dāng)微型照相機(jī)拍到數(shù)字“1”,，把這個圖像信息告訴手機(jī)軟件，軟件分析出結(jié)果后就會通過電刺激控制電極陣列,，僅讓一排縱列的電極發(fā)亮,，其余電極均變暗。這樣一來,，患者就能看見一個圖像：“1”,。
每個電極就好比一個像素，電極芯片上的電極越多，意味著像素越高,，顯像也將更為清晰,，實(shí)驗(yàn)對象就會看得更清楚。
不過,，目前的“電子眼”技術(shù)的像素還有限,，僅能顯示模糊畫面。它還有一定的適應(yīng)癥,，僅適應(yīng)于老年性黃斑變性,、視網(wǎng)膜色素變性等致盲患者。這些患者的視神經(jīng)與大腦視覺區(qū)域的通路是完好的,。那些先天性失明者,、視神經(jīng)與大腦視覺區(qū)域的通路斷裂的患者，則無法辨識電腦合成的圖像,。里茲遺憾地告訴記者,，被挖出眼球的小斌斌就無法使用這類新技術(shù)。
“不過,，目前全球人工視覺領(lǐng)域的研究還有許多分支,，還有植入舌頭的導(dǎo)盲儀，通過電腦控制電極芯片強(qiáng)弱,，讓患者感知障礙物的大致位置,。此外，還有一些不植入人體的導(dǎo)盲儀,，通過語音,、感官等讓患者實(shí)現(xiàn)‘看見’，但不是真的看見,?！崩锲澑嬖V記者，目前“電子眼”技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)拆卸,、組裝,，根據(jù)個體情況定制設(shè)計(jì)，因而人們會發(fā)現(xiàn)有許多不同的“電子眼”,。
為籌集科研善款每年義跑
里茲的“電子眼”成果在豬身上進(jìn)行了多年的動物實(shí)驗(yàn),。“我們正在準(zhǔn)備申請人體臨床一期試驗(yàn),?！崩锲潓⒋艘暈椤耙呀咏揭粋€重要的突破口”。他說：“如果我們有更多的錢,，就能更快開展人體臨床試驗(yàn),?！薄半娮友邸毖芯繗v經(jīng)20多年才獲得如今的進(jìn)展，這其中包含研究本身的難度,，也有資金的因素,。
人工視覺是個“燒錢”的行業(yè)，從里茲的團(tuán)隊(duì)就可見一斑——截至目前,，他已經(jīng)籌集并投入了4000萬美元的科研經(jīng)費(fèi),。
在此期間，他集結(jié)了多學(xué)科科研團(tuán)隊(duì),，除了神經(jīng)眼科醫(yī)生,、外科醫(yī)生、視網(wǎng)膜解剖醫(yī)生,、生理學(xué)家等醫(yī)學(xué)與生物學(xué)團(tuán)隊(duì),，還有一支龐大的工程師團(tuán)隊(duì)，包括微細(xì)加工技術(shù)專家,、植入電路專家,、材料學(xué)家、軟件工程師等,。事實(shí)上,，里茲的團(tuán)隊(duì)里3/4的科研人員是工程師。他們主要任職哈佛醫(yī)學(xué)院麻省眼耳?？漆t(yī)院,、麻省理工學(xué)院，還包括全世界各地的合作者,。
為了籌措經(jīng)費(fèi),、招募合作者,、支付實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),，這位哈佛教授必須四處籌款，甚至為此每年去參加波士頓義跑,?！澳愕纳婆e可以幫助我們更多的病人恢復(fù)視力?！崩锲澋拿澈笥∮羞@樣一段話,，他總是抓住任何一個機(jī)會籌措科研經(jīng)費(fèi)。
“‘電子眼’如果獲得人體試驗(yàn)機(jī)會,，距離臨床還有很長的路要走,，請患者們不要以為很快就能看見。而且,，即便技術(shù)成熟,，人們也很難像正常人那樣看見圖像,。”里茲強(qiáng)調(diào),，“但我們確實(shí)一直有進(jìn)展,，一步步在邁向光明?！?
本報(bào)記者 唐聞佳
