2018 年 4 月 17 日,在秘魯特魯希略的奧比斯飛行眼科醫院,一名男子手持“Reti Eye”人工訓練視網膜。
感官喪失對數百萬人的日常生活産生了深遠的影響。視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺都會受到影響,從而減少他們對世界的體驗。但現在,借助神經修複技術,我們可以利用神經和大腦功能,重新連接這些丟失的連接。
神經假體裝置或植入物可恢複受損傷或疾病影響的感覺功能。人工耳蝸使用電極刺激聽覺神經,使聾人能夠聽到,這通常是第一次。人工視網膜可以恢複視力,假手和電子皮膚可以模擬觸覺,味覺和嗅覺植入物正在開發中。
盡管如此,最廣爲人知的神經假體還是人工耳蝸。NASA 工程師 Adam Kissiah在 1970 年代開發了現代設備的藍圖。植入物將從外部麥克風接收到的聲音數字化,使用語音處理器處理語音,並通過射頻將其饋送到嵌入內耳耳蝸中的電極陣列。
2 歲的諾亞天生耳聾,他植入了人工耳蝸,現在在助聽器的幫助下聽力幾乎正常。
耳聾和嚴重聽力障礙的成人和兒童都可以通過外科手術安裝設備。迄今爲止,全球已植入超過 730,000 例。但是音頻的質量被描述爲“金屬”,因此倫敦的研究人員分析並改進了信號,以創建一個他們認爲是原始聲音 90-100% 的複制品。
大聲的噪音和感染也會通過穿孔耳膜而損害聽力。移植物通常用于修複薄膜中的孔。但哈佛大學的科學家們現在已經創造了一種 3D 打印聚合物植入物,它可以模仿天然耳膜並幫助身體再生自己的細胞,從而實現更有效的修複。
具有微電極陣列的博士後學生。
恢複視力的效率是另一回事。美國約有 100 萬人失明,目前尚無治愈方法。但是,患有一種稱爲視網膜色素變性的罕見眼病的人可以接受人造視網膜,讓他們看到物體、周圍環境和大字體文本。
同樣,一個國際研究小組創建了一個小型圓形微電極陣列,可直接植入大腦的視覺皮層。繞過眼睛,它可以讓盲人看到閃光並識別單個字母。不完美,但朝著恢複視力邁出了一步。
觸摸的問題較少,盡管它不受單一器官的調節。截肢者和在事故中失去四肢的人現在可以配備假肢或假手,讓他們能夠處理和感受物體。一個系統——LUKE手臂——是模塊化的(肩部、前臂或手部),並提供觸摸振動以及精細的運動調節,因此佩戴者可以拿起和操縱各種各樣的物體。
另一種低成本的軟機械手使用附著在肢體上的肌肉傳感器和每個指尖上的壓力傳感器,因此用戶可以感覺到手指何時摩擦物體。2020 年,新加坡的研究人員開發出了裝有小型傳感器(每平方厘米 100 個)的電子皮膚,他們希望這些傳感器能讓假肢使用者感受質地、溫度和疼痛。
最後兩種感官,嗅覺和味覺,也被分析,看看神經假體植入物是否有幫助。哈佛醫學院研究大腦嗅球的研究人員看到了“鼻子植入人工耳蝸”的潛力,以幫助 50% 的 65 歲及以上失去嗅覺的人。
早期研究表明,鼻腔內的電子刺激可以讓五分之三的患者聞到不同的氣味。
老年人的味覺也會減弱,這與通過鼻嗅組織的氣味有關。新加坡的計算機科學家認爲,讓遊戲玩家和虛擬現實用戶品嘗數字食物的模擬器可能會提供答案。使用連接在舌頭上的銀電極産生四種味道成分——酸、甜、鹽和苦。
研究小組認爲,舌頭的電和熱刺激可以幫助癌症患者改善或恢複因化療而失去的味覺。他們還將其視爲消費者在電視或互聯網上品嘗食物的一種方式,或幫助糖尿病患者在不增加血糖水平的情況下獲得他們喜歡的甜味。
轉自:https://www.discovery.com/science/neuroprosthetic-sensory-devices-are-reconnecting-people-to-the-w By: Robin Fearon