Совсем скоро люди, лишенные зрения, смогут увидеть белый свет. На помощь им придут недавние разработки ученых: имплантаты с высоким разрешением, установленные в зрительную часть коры головного мозга, позволяют распознавать искусственно созданные формы и объекты.
Совсем скоро люди, лишенные зрения, смогут увидеть белый свет. На помощь им придут недавние разработки ученых: имплантаты с высоким разрешением, установленные в зрительную часть коры головного мозга, позволяют распознавать искусственно созданные формы и объекты.
Над инструментом стимуляции мозга с помощью имплантата для создания искусственных зрительных восприятий работали ученые из нидерландского института нейробиологии. Результаты проведенных опытов были опубликованы в журнале Science в первых числах декабря.
Саму идею нельзя назвать инновационной, ученые задумывались над возможностями вживления подобных имплантатов еще в 70-е годы. Однако пока что технических возможностей хватало лишь на использование небольшого количества искусственных «пикселей» за раз. Но время идет вперед, появляются новые виды материалов, микрочипов и микроэлектроники, они более надежные и долговечные. Теперь возможности стали шире, и первые полученные результаты вдохновляют и внушают оптимизм.
Электрическая стимуляция
Для начала стоит дать определение слову «фосфен». Это зрительное восприятие точки света в определенном месте визуального пространства. Фосфен можно увидеть при электрической стимуляции мозга через имплантированный электрод. Ученые создали имплантаты высокого разрешения из 1024 электродов, затем они были вживлены в зрительную кору двух зрячих обезьян. Перед учеными стояла задача создавать в мозге картинку из фосфенов путем одновременной стимуляции электродов током. Ведущий автор исследования Питер Роэльфсема признается, что «такого большого количества электродов, имплантированных в зрительные отделы коры головного мозга, и количества искусственных пикселей для создания искусственных изображений со столь высоким разрешением, еще ни разу не использовалось».
Распознавание точек, линий и букв
Для начала подопытные животные выполняли элементарную поведенческую задачу - двигать глазами, чтобы указать на местоположение фосфена, который появлялся в ходе электрической стимуляции посредством отдельного электрода. Затем задача была усложнена - ученые производили микростимуляцию через 8-15 электродов одновременно, таким образом воспроизводились образы букв. Обезьяны успешно справились с этим заданием – они распознавали формы и образы, среди которых были линии, движущиеся точки и буквы. Им в этом помогало искусственное зрение.
«Весь секрет в том, что имплантат работает напрямую с мозгом, больше не нужно обрабатывать картинку глазами, через зрительные нервы. Такую разработку планируется использовать для того, чтобы восстановить зрение у слепых людей, которые потеряли зрение вследствие травмы или дегенеративного состояния сетчатки, глаза или зрительного нерва, но у кого зрительная зона коры не пострадала», - объясняет молодой ученый из команды Роэльфсема Син Чен.
Данное исследование станет базисом для создания нейропротезного устройства, которое сможет подарить дар зрения слепым людям. При помощи имплантата они смогут восстановить функциональное зрение и узнавать объекты, ориентироваться в незнакомой обстановке, им станет проще жить в обществе. Слепые смогут получить независимость и улучшить качество своей жизни.
Источник:
Материалы предоставлены Нидерландским институтом нейробиологии.