失明幾十年的延斯重見光明。最近他接受了手術,費用高達165438+5000美元(約合人民幣98萬元)。外科醫生在他的頭骨上鉆了壹個洞,並在他的大腦表面放置了壹系列電極。這些電極與壹臺微型電視攝像機和壹臺電腦相連,讓Jens具備了壹些初步的視覺功能。
手術後,延斯在紐約展示了他恢復的視力,盡管只是局部的,包括在沒有任何輔助設備的情況下穿過房間,找到門並在停車場附近行駛壹段時間,避開垃圾箱和他遇到的各種障礙。
科學家們奮鬥了20年,為盲人創造了壹個人工視覺,終於在21世紀初找到了北方。延斯是世界上少數接受新開發的治療方法來恢復盲人視覺功能的人之壹。科學家說,接受這種治療的盲人人數不會迅速增加。然而,延斯手術的成功意味著醫學和科學的重大突破,為世界上其他盲人帶來了希望。
這壹科技領域的新突破為世界各地的各種研究機構帶來了進壹步研究的動力。他們爭先恐後地投入人力物力,為了同壹個目標,那就是繞過視覺系統受損的組件,恢復視力。壹些研究機構正在開發人工視網膜,壹些正在使用電極刺激眼睛的神經系統,還有壹些仍在嘗試直接刺激大腦。但是,研究歸研究,這些想法很少在人類身上得到驗證。
“我們仍處於非常早期的階段,我們仍有許多工作要做...比如讓人工視覺發展到可以輕易看到移動的物體,”美國國立衛生研究院的威廉·希特德斯博士說。”“技術問題不可低估。“雖然延斯使用的設備正在被介紹給其他用戶,但專家預測,這種設備至少還需要十年才能廣泛使用。
根據最近的壹份報告,超過100萬40歲以上的美國人失明,另有240萬美國人因糖尿病、常見的老年性視網膜病變、白內障或青光眼引起的視網膜病變而嚴重受損。
據預測,未來30年,由於人口老齡化,這壹數字在美國將翻壹番。根據中國人口信息中心的數據,目前我國老年人口達到1.36億,約占總人口的10%。預計到2050年,中國老年人口將達到4.38億。新的藥物和其他治療方法可以幫助這些患者延緩失明,但是壹旦患者失明,醫生傳統上是沒有希望的。
在幫助盲人復明的研究中,這三個實驗室是學術領域的先驅。
微電極組
其中壹個是加州大學的Doheny視網膜研究所,該研究所開發了壹種微電極裝置,可以植入眼中,取代受損的視網膜。這個陣列由埋在皮膚下的超細電線和植入耳後的無線電接收器連接。
來自攝像機的視覺信號由連接在腰帶上的微型計算機處理,然後傳輸到接收器。這種視網膜陣列刺激視神經,然後向大腦發送信息。這個信號是醫學領域公認的視錯覺和亮點。如果刺激適當,亮點可以在大腦中畫出壹幅畫面。在大腦中,類似於體育比賽中看到球場的電子記分牌。記錄的樂譜由壹系列燈泡組成。
多赫尼視網膜學研究所發現初步結果令人滿意。科學家發現,大腦可以識別很多亮點。多赫尼實驗室隨後在17名盲人身上使用了這種儀器。當他們只使用四個電極時,患者可以分辨出物體是否在他們面前,是從左向右移動還是相反。當他們使用4*4***16電極組時,患者可以看到物體的形狀並描述流動的液體,他們還可以將壹個杯子倒入另壹個杯子。如果盲人想要閱讀,科學家估計需要1,000個電極。
今年2月,科學家將壹組4 * 4 * * 16電極永久植入壹名患者的頭部,效果比短期植入電極要好得多。大腦經常主動學習如何解讀視覺信號。他們計劃今年再做兩起案子。該設備由巴倫西亞的第二視覺公司生產,該設備的第二代版本由聖地亞哥國家實驗室開發。
如果這三次手術成功,食品藥品監督管理局已經批準多赫尼視網膜研究所進行另外七次手術。但是完成這個測試需要很長時間。上面提到的設備被美國美國食品藥品監督管理局列為三極設備,即高危設備,因為這種設備會伴隨患者壹生。最後,來自多赫尼視網膜研究所的黃的博士說,他們希望將設備最小化,並最終使其適合植入眼球。波士頓的馬薩諸塞州眼耳診所和比利時洛溫的天主教大學正在開發類似的技術。
微型人造視網膜
伊利諾伊大學芝加哥醫學中心的周·艾倫(Zhou Allen)博士開發出了壹種可以完全植入人體的人造視網膜,但這種裝置是如何工作的仍然存在爭議。周博士開發了壹種直徑為兩微米的芯片,比針頭還小。換句話說,這個芯片的直徑只有壹張紙厚度的壹半。
這種芯片包含大約5000個小型太陽能電池,每個小型太陽能電池都附著在芯片後面的微電極上。這個想法是,光線照射到芯片上會激活電極,刺激視網膜後面的視覺神經。許多批評者,如科學家Hitdex,認為太陽能電池不能產生足夠的電流來激活神經。無論如何,周醫生已經在六個病人身上植入了這種裝置。"所有患者的視覺功能都有所改善,有時改善幅度很大."周醫生說。例如,壹個病人以前從未見過光,但現在她可以看到站在她面前的人。
周醫生也承認,植入的人工視網膜可能達不到設計者設計的功能。視網膜細胞與植入的人工視網膜完全分離,這意味著手術可能會觸發眼睛中壹些物質的生長或壹種化學物質的作用,這將導致視網膜細胞的再生。壹些盲人患者已經嚴重損害了視覺神經。對於他們來說,簡單的人工視網膜植入不會起到太大的作用。對他們來說,必須采取更積極和“侵略性”的治療方法。
顱骨植入術
美國紐約多貝爾學院的電氣工程師威廉·多貝爾三十年來壹直在研制這樣壹種裝置。他開發了壹種微型裝置,包括64個電極,植入頭骨枕葉腦垂體表面。這個裝置通過頭骨和皮膚直接連接到壹個電子插座上。在頭骨外部,該設備類似於視網膜刺激設備,用電視攝像機和微型計算機處理視覺信號。
多貝爾的團隊已經將該裝置植入了來自六個國家的八名患者的頭骨中。壹位患者從出生開始壹只眼睛失明,另壹只眼睛在45歲時失明。另壹個77歲做手術的病人在二戰中失去了雙眼。保險公司幫助壹些病人支付全部或部分手術費用,但大多數人必須支付115000美元的手術費用。由於美國對大腦植入醫療器械有嚴格限制,所有手術都在葡萄牙裏斯本醫學院進行。電極被植入大腦的兩側。
成功的手術結果表明,有些病人不僅能看到物體,還能看到顏色。最初,這種設備旨在觀察移動的物體,而不是幫助盲人閱讀,但多貝爾博士表示,進壹步的研究和實驗將使患者能夠看電視和閱讀電腦屏幕上的文字。但是,這種設備的缺點是,植入大腦的電極需要高電壓來刺激大腦的某些部分,在某些情況下,可能會引起癲癇發作。
“我們需要開發的設備非常小,並且要求大腦對這些設備沒有明顯的排斥,”美國國立衛生研究院的諾曼博士說。“這是壹個具有挑戰性的問題,但如果研究成功,那麽這項技術不僅可以幫助盲人,還可以幫助耳聾或脊髓損傷的患者。”他說。
這項研究的進壹步進展還需要壹段時間,但每壹步進展都將是世界上肢體殘疾患者福音的代表。
所有這些地區仍有壹段路要走,但進展令人鼓舞。從長遠來看,許多研究人員認為,在大腦深處植入電極將提供最好的結果,但其他選擇可能會為不能在那裏等待很長時間的盲人提供好處。
“我相信,盲人的識字系統,用來認路的拐杖,能帶路的狗,總有壹天會成為古董,”多貝爾說。“在本世紀末,它們將被新技術取代,就像飛機取代汽船壹樣。”