可植入大腦的微型芯片，有助病人恢復(fù)視聽(tīng)覺(jué)

過(guò)去，眼睛失明的人僅能透過(guò)器官移植手術(shù)才有機(jī)會(huì)重見(jiàn)光明。不過(guò)，最新研究開(kāi)發(fā)出一款可植入大腦的微型芯片，讓來(lái)自外界的圖像和聲音可繞過(guò)眼睛和耳朵，直接傳達(dá)到大腦，幫助病人恢復(fù)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)。

該芯片由美國(guó)萊斯大學(xué)研究人員發(fā)明，是一款可置于大腦中的扁平顯微鏡「FlatScope」，重量?jī)H0.2公克、大小為傳統(tǒng)顯微鏡的1/5000。

FlatScope能夠監(jiān)測(cè)和刺激神經(jīng)元，例如，需要讓大腦接收到特定圖像時(shí)，便刺激相對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元。意即，F(xiàn)latScope可以將視覺(jué)資訊轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼的包裹，直接傳到大腦中，讓大腦接收到外界圖像，但過(guò)程卻完全不用經(jīng)過(guò)眼睛。

另一方面，過(guò)去科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出讓活化神經(jīng)元發(fā)光、以便讓科學(xué)家觀察大腦活動(dòng)的技術(shù)，同樣的，F(xiàn)latScope也能在大腦表層監(jiān)測(cè)不同神經(jīng)元對(duì)圖像的反應(yīng)。

雖然像這樣用探針讀取神經(jīng)訊號(hào)的技術(shù)，過(guò)去已經(jīng)被用于治療帕金森氏癥和癲癇，但研究人員指出，目前最先進(jìn)的探針也僅有16個(gè)電極，大大限制了人類(lèi)對(duì)大腦活動(dòng)的研究。相較下，F(xiàn)latScope一次可以監(jiān)測(cè)和刺激成千上萬(wàn)個(gè)大腦皮層的神經(jīng)元，觀察規(guī)模比以往大上許多。

除了較過(guò)去技術(shù)能監(jiān)測(cè)到更多神經(jīng)元，F(xiàn)latScope還可以更深入大腦中，研究我們?nèi)绾翁幚砀泄?，甚至進(jìn)而控制感官輸入。此外，F(xiàn)latScope觀察到的神經(jīng)元也較過(guò)去從平面進(jìn)步為立體。

「我們打造的顯微鏡可以捕捉到三維圖像，因此，我們不只可以看見(jiàn)表面，也能看到一定的深度?！寡芯咳藛T解釋。「現(xiàn)在我們還不知道極限在哪，但我們希望可以看到組織下500微米深?！?/p>

研究人員指出，這樣的觀察規(guī)模，讓他們得以接觸到皮層的密集層，而這里是大多數(shù)大腦計(jì)算過(guò)程發(fā)生的地方，由許多神經(jīng)元連接組成。

FlatScope是美國(guó)國(guó)防部DARPA的計(jì)劃之一，他們提供共6，500萬(wàn)美元，要打造打造高解析度神經(jīng)介面。而萊斯大學(xué)共獲得4年400萬(wàn)美元的經(jīng)費(fèi)，目標(biāo)為開(kāi)發(fā)出可幫助病人回復(fù)視聽(tīng)覺(jué)的光學(xué)軟硬體介面。

不過(guò)，F(xiàn)latScope目前仍在初期階段，目前僅在人造螢光物上測(cè)試、需要用電線供電以傳輸資料。不過(guò)，其觀察規(guī)模已經(jīng)清楚到可觀察到個(gè)別神經(jīng)元，且能跟上大腦活動(dòng)的速度。

研究人員表示，他們的下一步是在實(shí)驗(yàn)鼠上測(cè)試這套系統(tǒng)。一方面，要測(cè)試該系統(tǒng)在人體使用安全無(wú)虞，另一方面也要找到讓活化神經(jīng)元發(fā)光、以及無(wú)線供電給微型顯微鏡和下載數(shù)據(jù)的方法，預(yù)計(jì)4年內(nèi)能開(kāi)始進(jìn)行人體試驗(yàn)。