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大脑植入芯片可绕过眼耳,将影像声音传到大脑

时间:2017-07-19 作者:数码时代 阅读:
过去,眼睛失明的人仅能透过器官移植手术才有机会重见光明。不过,最新研究开发出一款可植入大脑的微型芯片……

过去,眼睛失明的人仅能透过器官移植手术才有机会重见光明。不过,最新研究开发出一款可植入大脑的微型芯片,让来自外界的图像和声音可绕过眼睛和耳朵,直接传达到大脑,帮助病人恢复视觉和听觉。5KPEETC-电子工程专辑

可将视觉资讯转换为数字编码,直接传到大脑中5KPEETC-电子工程专辑

该芯片由美国莱斯大学研究人员发明,是一款可置于大脑中的扁平显微镜“FlatScope”,重量仅 0.2 公克、大小为传统显微镜的五千分之一。5KPEETC-电子工程专辑

FlatScope 能够监测和刺激神经元,例如,需要让大脑接收到特定图像时,便刺激相对应的神经元。意即,FlatScope 可以将视觉信息转换为数字编码的包裹,直接传到大脑中,让大脑接收到外界图像,但过程却完全不用经过眼睛。5KPEETC-电子工程专辑

相较旧技术,能感测和刺激更多神经元、2D 变 3D、范围更深5KPEETC-电子工程专辑

另一方面,过去科学家已经开发出让活化神经元发光、以便让科学家观察大脑活动的技术,同样的,FlatScope 也能在大脑表层监测不同神经元对图像的反应。5KPEETC-电子工程专辑

虽然像这样用探针读取神经讯号的技术,过去已经被用于治疗帕金森氏症和癫痫,但研究人员指出,目前最先进的探针也仅有 16 个电极,大大限制了人类对大脑活动的研究。相较之下,FlatScope 一次可以监测和刺激成千上万个大脑皮层的神经元,观察规模比以往大上许多。5KPEETC-电子工程专辑

除了较过去技术能监测到更多神经元,FlatScope 还可以更深入大脑中,研究我们如何处理感官,甚至进而控制感官输入。此外,FlatScope 观察到的神经元也较过去从平面进步为立体。5KPEETC-电子工程专辑

“我们打造的显微镜可以捕捉到三维图像,因此,我们不只可以看见表面,也能看到一定的深度。”研究人员解释。“现在我们还不知道极限在哪,但我们希望可以看到组织下 500 微米深”。5KPEETC-电子工程专辑

研究人员指出,这样的观察规模,让他们得以接触到皮层的密集层,而这里是大多数大脑计算过程发生的地方,由许多神经元连接组成。5KPEETC-电子工程专辑

预计 4 年内进行人体试验5KPEETC-电子工程专辑

FlatScope 是美国国防部 DARPA 的计划之一,他们提供共 6,500 万美元,要打造打造高分辨率神经界面。而莱斯大学共获得 4 年 400 万美元的经费,目标为开发出可帮助病人回复视听觉的光学软硬件界面。5KPEETC-电子工程专辑

不过,FlatScope 目前仍在初期阶段,目前仅在人造荧光物上测试、需要用电线供电以传输资料。不过,其观察规模已经清楚到可观察到个别神经元,且能跟上大脑活动的速度。5KPEETC-电子工程专辑

研究人员表示,他们的下一步是在实验鼠上测试这套系统。一方面,要测试该系统在人体使用安全无虞,另一方面也要找到让活化神经元发光、以及无线供电给微型显微镜和下载数据的方法,预计 4 年内能开始进行人体试验。5KPEETC-电子工程专辑

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