科学家最新研制大脑芯片可帮助盲人恢复视力

脑海成像术在大脑里“画”出字母“ 眼冒金星”能让盲人重见光明作者：暂无来源：《环境与生活》 2020年第6期贺贺很多人都有“眼冒金星”的经历，比如因为饥饿或者过度劳累等都会发生这种现象，其实盲人也会“眼冒金星”。

科学家把这种情况叫“光幻视”，利用这种原理结合电极和电刺激等前沿技术，有望让盲人重见光明，目前已用这种技术让盲人能“看”到简单的字母和图形。

当你久坐或久蹲后猛然起身，或者“嘭”的一声被飞来的足球砸中脑袋，相信会有“眼冒金星”的感觉。

人们常说“眼见为实”，可你眼前这种“金星”和看见别的东西不太一样，因为“金星”并不实际存在，你却“看见”了它们，哪怕闭上眼睛还是“依稀可见”，这是眼睛出了问题吗？我们是用“大脑”看世界每天我们用眼睛来看路、看新闻、看朋友圈、看食物、看美景。

没有了眼睛，我们什么都看不到了。

可你确定是“眼睛在看”吗？美国威斯康辛大学保罗·利塔教授的团队有一个颠覆常识的发现：人类是用大脑在看世界，而不是我们一直以为的眼睛。

我们看见事物的过程分为眼睛成像和视觉信号处理两个过程。

眼睛成像是一个光学过程，来自无穷远处的平行光从空气进入眼睛内，依次通过由泪膜、角膜、房水、晶状体、玻璃体组成的凸透镜屈光介质，最终平行光在视网膜上聚焦成像，物体以光信号的形式传递到了视网膜上。

接收到光信号以后，视网膜上的视锥细胞和视杆细胞会把光信号转换成电信号。

随后，电信号通过视觉神经系统传递到大脑的视觉中枢，视觉中枢识别并处理这些包含物体颜色、形状、大小、远近等电信号组成的视觉信息，最终大脑反馈并告知我们看到的是人还是狗、朋友还是敌人。

因此，眼睛成像和视觉信号处理过程中任何一个环节出问题都会导致我们“看不见”。

当你走到一个伸手不见五指的地方就会变成“两眼一抹黑”，这是因为眼睛无法接受光线的刺激，不会发生眼睛成像的过程，视觉中枢便不进行信号处理，大脑自然也就没有任何信息会反馈给我们，因此我们就什么都看不见。

人工视觉系统助盲人“复明”/html/2013-09/11/content_107822.htm林顺潮新闻背景山西6岁男童斌斌被挖去眼球，导致双目失明。

而国际著名眼科专家、前香港中文大学眼科中心主任、深圳希玛林顺潮眼科医院院长林顺潮，表示愿意利用人工视觉系统，免费救助小斌斌帮助其重见光明。

这些消息都引起了公众的广泛关注。

人工视觉系统，对于国内大多数读者来说都是十分陌生的。

那么，它的工作原理是什么？有哪些具体手段？目前世界上的研究应用达到了什么水平？本报特约林顺潮先生撰写此文，对这些问题进行了一一解答。

我们之所以能看见东西，是因为眼睛将光信息聚焦在视网膜上，视网膜将光学信息转变成神经电讯号，透过视神经传送到大脑视觉区域，使我们看清东西（图1）。

对双目失明的患者来说，生活就是无边的黑暗，给他们带来巨大的身心挫折，视力健康的人很难体验到其中一二。

就如小斌斌，由于遭遇不幸，失去双眼，小小年纪就陷入黑暗之中，十分之可惜。

那么将来小斌斌是否只能接受失明的现实呢？人生总是存在希望，如今现代先进的科学研究给失明人士带来了驱散黑暗的曙光，医生和科学家们都正不遗余力地研究如何能让全失明人士重新获得光明。

有学者尝试通过生物科学技术，使得感受光线的光感受细胞重新生长，或是通过基因工程重建其功能。

而另一方面，医生和科学家们另辟蹊径，致力于研究人工视觉系统（Artificial Vision），希望依靠先进的电子计算机影像技术对抗失明。

他们并不寻求修复眼睛的生物功能，而是通过使用特别设计的电子视觉假体或者是电子导盲仪来帮助失明人士重新获得“看见”世界的机会。

需要注意的是，由于婴儿出生后需要一段时间进行视觉发育，以建立大脑的视觉功能，若是刚一出生便因先天眼疾而致不可逆的失明，则多无法透过使用人工视觉系统重见光明，但若发育至3-6岁，大脑的视觉功能已建立完全，此时若遭遇不幸失明，即使失去视网膜和视神经，仍有机会透过这些先进的科技设备刺激大脑的视觉区域，获得重见光明的机会。

仿生人的十大科技科学家距离成功制造仿生人的目标越来越近，从让盲人恢复视力，到研制比任何人的味蕾都更加敏感的舌头，都已不在话下。

以下是科学家在仿生人科技上所取得的十大进展。

1．大脑修复术美国南加州大学教授西奥多·伯杰制造了一个可以取代大脑海马体的电脑芯片，海马体是控制短时记忆和空间理解能力的大脑部位。

大脑受到老年痴呆症和中风等疾病的频繁破坏后，通过海马体移植可帮助一个人维持正常的身体功能，避免出现严重的身体缺陷。

伯杰虽然仍在继续对这项移植技术进行试验，但有望看到更多的成果。

2．老男人的新阴茎勃起功能障碍可让一个男人失去性生活乐趣，但是美国维克森林大学的安东尼·亚塔拉和他的科研小组已经想出能让很多人达到正常勃起的新方法。

20XX年亚塔拉成功地为已摘除海绵体的雄兔培育出新海绵体，在勃起时海绵组织充血。

这些新组织是利用这只兔子自己的细胞培育出来的，培育这些组织用了一个月时间。

给摘除海绵体的兔子进行移植后，它的性功能又恢复到最佳状态。

3．人造细胞有时候，当你需要将药物输送到身体的特定部位时，服药或注射都不是理想的方法。

美国宾夕法尼亚大学生物工程学教授丹尼尔-海默现在有一个更好的方法，那就是用聚合体制成人造细胞。

聚合体能轻松模拟白细胞在体内移动的过程，它能按照要求直接将药物输送到身体的特定部位，这样可让抵御癌症等特定疾病的过程变得更加简单而且更安全。

4．可穿戴的人造肾对那些肾衰竭的人来说，他们为了将身体内的毒素排出，每隔一段时间就要花几个小时用像洗衣机一样大的透析机做透析。

但是，一种新型可穿戴的人造肾可以改变病人的这种尴尬局面。

这种人造肾非常小，而且很轻，肾病患者可以将它戴在腰带上。

这种自动化的可穿戴的人造肾是由美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的马丁·罗伯茨和大卫·李设计的，虽然非常小，但它比传统透析的效果更好，这是因为它能像一个真正的肾那样，可以一周7天，一天24小时不停地工作。

脑机芯片能否帮助残障人士重获独立生活在科技飞速发展的今天，脑机芯片作为一项前沿技术，正逐渐走进人们的视野。

对于残障人士来说，这一技术的出现无疑带来了新的希望。

那么，脑机芯片究竟能否帮助他们重获独立生活呢？要回答这个问题，我们首先得了解一下什么是脑机芯片。

简单来说，脑机芯片是一种能够实现大脑与外部设备直接通信的装置。

它通过读取大脑中的神经信号，并将其转化为计算机能够理解的指令，从而实现对外部设备的控制。

对于残障人士而言，脑机芯片的应用场景十分广泛。

比如，对于肢体残疾的人士，脑机芯片可以与假肢或外骨骼设备相结合，使他们能够通过大脑的意念来控制假肢的动作，从而恢复一定的行动能力。

想象一下，一位失去了手臂的残障人士，能够凭借大脑的指令自如地拿起杯子、书写文字，这将极大地提高他们的生活自理能力和生活质量。

再比如，对于视力障碍的人士，脑机芯片可以与视觉辅助设备相连，将外界的图像信息直接传递到大脑中，帮助他们重新“看到”这个世界。

虽然这种“看到”可能与我们正常人的视觉体验有所不同，但对于长期生活在黑暗中的人来说，哪怕是一点点的视觉信息，都可能带来巨大的改变。

然而，脑机芯片要真正帮助残障人士重获独立生活，还面临着诸多挑战。

技术方面，目前脑机芯片的信号读取和解析精度还有待提高。

大脑中的神经信号极其复杂，而且存在个体差异。

要准确地解读这些信号，并将其转化为精确的控制指令，并非易事。

有时候，脑机芯片可能会出现误读信号的情况，导致控制不准确，甚至出现错误的动作。

此外，脑机芯片的稳定性和耐久性也是一个问题。

长期植入大脑的芯片需要能够经受住人体内部环境的考验，不能因为身体的代谢、免疫反应等因素而失效。

而且，芯片的使用寿命也需要足够长，否则频繁更换芯片不仅会给残障人士带来身体上的痛苦，还会增加经济负担。

除了技术问题，伦理和社会方面的考量也不容忽视。

脑机芯片涉及到对大脑的直接干预，这引发了关于个人隐私、自主性和潜在风险的担忧。

脑机芯片技术如何帮助残障人士提高生活质量在科技飞速发展的今天，脑机芯片技术正逐渐成为改善残障人士生活质量的一项重要突破。

对于那些因身体残疾而面临诸多生活挑战的人们来说，这一技术宛如一束希望之光，为他们开启了新的可能。

我们先来了解一下什么是脑机芯片技术。

简单来说，它是一种能够在大脑和外部设备之间建立直接通信渠道的技术。

通过在大脑中植入微小的芯片，捕捉大脑发出的神经信号，并将其转化为计算机能够理解的指令，从而实现对外部设备的控制。

对于肢体残疾的人士，脑机芯片技术带来的改变是巨大的。

比如，那些因事故或疾病失去手臂或腿部活动能力的人，以往可能需要依赖他人的帮助才能完成日常生活中的基本动作，如穿衣、进食等。

但有了脑机芯片技术，他们可以通过思维来控制机械假肢，实现抓取物品、行走等动作。

这种直接由大脑控制的假肢，不仅在动作上更加自然和灵活，而且能够根据使用者的意图进行精确的操作。

例如，当使用者想要拿起一个杯子时，大脑发出的信号能够被脑机芯片准确捕捉，从而让假肢做出相应的动作，稳稳地拿起杯子，而不会出现掉落或损坏物品的情况。

对于视力障碍的人群，脑机芯片技术也有着非凡的意义。

想象一下，一个失明的人能够通过大脑直接接收视觉信息，重新“看见”这个世界。

虽然目前的技术还无法完全恢复自然的视觉，但通过脑机芯片将外部的图像信息转化为大脑能够理解的电信号，让失明者能够感知到物体的大致轮廓、位置和运动方向，这已经是一个巨大的进步。

他们可以更加独立地行走在街道上，避免碰撞和危险，提高了出行的安全性和自主性。

听力障碍者同样能从脑机芯片技术中受益。

传统的助听器虽然能够放大声音，但对于一些严重的听力损伤，效果往往有限。

而脑机芯片技术可以直接将声音信号传递到大脑的听觉区域，绕过受损的耳部结构，让听力障碍者更清晰地听到声音，更好地与他人交流。

这不仅改善了他们的生活质量，还为他们融入社会提供了更多的机会。

此外，脑机芯片技术对于患有神经系统疾病的残障人士，如帕金森病、脊髓损伤等，也具有重要的治疗和辅助作用。

脑机芯片可以增强人类的认知能力吗在当今科技飞速发展的时代，脑机芯片这一前沿技术逐渐走入人们的视野，引发了广泛的关注和讨论。

其中一个备受瞩目的问题便是：脑机芯片是否能够增强人类的认知能力？要探讨这个问题，首先我们得明白什么是脑机芯片。

简单来说，脑机芯片是一种能够在大脑和外部设备之间建立直接连接的装置。

它通过读取大脑中的神经信号，并将其转化为计算机可以理解的指令，或者将外部的信息直接传输到大脑中。

从理论上讲，脑机芯片确实具有增强人类认知能力的潜力。

比如说，对于那些患有神经系统疾病，如帕金森病、阿尔茨海默病等的患者，脑机芯片可以帮助他们恢复部分受损的认知功能。

通过直接刺激大脑中的特定区域，脑机芯片能够改善患者的运动控制、记忆和注意力等方面的能力。

不仅如此，脑机芯片在正常人的认知提升方面也可能发挥作用。

想象一下，学生们在学习新知识时，脑机芯片可以帮助他们更快地理解和记住复杂的概念。

工作中的人们可以借助脑机芯片提高注意力和专注力，从而更高效地完成任务。

然而，事情并非如此简单。

脑机芯片在增强认知能力方面也面临着诸多挑战和限制。

首先是技术层面的问题。

目前的脑机芯片技术还不够成熟，信号读取和传输的准确性和稳定性还有待提高。

大脑中的神经信号极其复杂，要准确解读这些信号并实现有效的交互并非易事。

其次，伦理和社会问题也不容忽视。

如果脑机芯片被广泛用于增强认知能力，可能会导致社会的不公平。

那些有经济实力使用脑机芯片的人可能会获得更多的竞争优势，从而加剧社会的贫富差距和不平等。

再者，脑机芯片对人类自身的影响也需要深入思考。

我们的大脑是一个高度复杂和自适应的系统，如果过度依赖外部设备来增强认知能力，是否会导致大脑自身的功能退化？长期使用脑机芯片是否会带来潜在的健康风险，比如对大脑结构和功能造成不可逆的损伤？此外，还有一个重要的问题是关于人类的自主性和个性。

如果脑机芯片能够直接影响我们的思维和认知，那么我们的思想和行为是否还能真正代表自己的意愿？我们是否会逐渐失去作为人类的独特性和自主性？尽管存在诸多挑战和不确定性，但我们也不能完全否定脑机芯片在增强人类认知能力方面的可能性。

ARM 研制大脑芯片可帮助脑损伤患者恢复活动
电子发烧友早八点讯：据外媒报道，芯片设计巨头ARM 已与美国研究人员合作开发出了一种大脑芯片，这种芯片可以被植入人脑中。

这种芯片的设计目的是为了帮助脑部或脊椎损伤的病人。

它可以被植入人的头骨内。

它不仅可以让人们执行各种任务，而且还能够接受感官反馈信息。

但是，我们可能需要等待一些时日才能看到这种芯片的好处。

ARM 公司将为华盛顿大学感觉运动神经工程中心(CSNE)设计的移植物开发芯片。

这些研究人员已开发出了早期的原型机。

他们已开发出了一些原型机。

ARM 卫生保健科技负责人彼得-弗格森。

人工视网膜芯片点亮人生的“火柴”通过视觉，人和动物获得对机体生存具有重要意义的各种信息，至少有80%以上的外界信息经视觉获得。

对于曾经拥有却失去了视觉能力的人来说，才更加能够体会，也更渴望再次拥有。

对于无法再生的视觉，人工替代是目前最有效的方法……“医生们开启芯片的一刹那就像是在黑暗的房间里点燃了一根火柴。

这太不可思议了……在术后的试验中，我能看到桌子上的物体，能看到亮光，大部分时间里我还能看清时钟。

”这段话是英国残奥会主席、前残奥会盲人游泳运动员蒂姆·雷迪什(Tim Reddish)在接受视网膜芯片植入手术后所说。

目前，全球有多个机构和公司在进行有关视网膜芯片的研究工作，已经有几十名患者在临床实验中接受手术，重新获得视力。

如果用数码相机来作类比，人眼的角膜和晶状体就相当于镜头，眼球后方的视网膜是感光器件，视神经等同于连接感光器件和存储卡之间的线路，而大脑后部的视觉皮层则是存储卡和后期处理软件。

色素性视网膜炎或老年性黄斑变性这样的疾病会让视网膜失去功能，让这部相机无法感知任何图像。

目前，人工视网膜芯片技术主要是针对色素性视网膜炎的患者。

它和人工耳蜗的原理类似——使用电流刺激依然完好的神经，让大脑能够接收到信号并认为感官依然在正常工作。

牛津大学和伦敦国王医院手术使用的芯片是德国视网膜植入(Retina Implant AG)公司发明的。

这种长宽均为3 毫米的微型芯片装有1500 个感光像素点，能够取代视网膜中感光细胞视杆和视锥工作。

2005 年到2011 年，该公司与医学机构合作进行了两期临床试验。

2012 年，。

【高中生物】干细胞疗法“莫名其妙”地恢复了盲人女性的视力来自Baltimore地区的VannaBelton女士已经失明了5年多的时间，最近她接受了干细胞移植手术，即将她骨髓提取的干细胞移植到有眼的视网膜以及左眼的视觉神经中，目前已经恢复了部分视力。

“当我发现我能够看见门牌号的时候，就情不自禁地绕着邻居家一块一块地读过去”，她这样说道。

从2021年至今，她首次在不需要手杖协助的情况顺利出行。

Belton女士的顺利康复的确振奋人心，但手术原理与流程却十分复杂。

为她进行干细胞治疗的主刀大夫、眼科医师JeffreyN.Weiss找了很多捷径才得以为她以及其他277名患者进行手术，他因此甚至无法说明该手术之所以成功的原因。

“Weiss大夫所采取的与常规治疗的步骤并不相同”，MeredithCohn说到：“比如说，他并没有在实验室动物水平或者用计算机模拟的方法验证其治疗方案的正确性；更不用提临床试验了。

在正式的手术前，他也没有在小规模群体中验证该方案的安全性”。

一般来讲，从动物实验到临床试验的周期的很漫长的。

因此Weiss大夫选择在他的影响范围内尽可能的缩短这一周期。

他需要做的是向NIH注册其临床试验方案，而在此之前，任何相关的药物要想在人体上应用必须经过FDA的批准，因此想要从这里找到捷径几乎是毫无可能。

而其中的窍门在于，干细胞严格意义上来讲并不是一类“药物”，它是直接来源于患者身体的成分，在几乎不经过加工的前提下再次应用于患者本人。

因此Weiss大夫可以直接绕开FDA的审批流程来注册其临床治疗方案。

然而，不论如何，这一方案还需要经过严格的伦理评议。

因此，Weiss大夫并没有向患者收取应值20000美元的治疗费用，但同时也没有对治疗结果提供任何保证。

但是，根据Cohn的说法，Weiss大夫称他的患者中因为青光眼或者黄斑变性而失明的人群子啊经过手术治疗后获得了部分的视力。

相关结果发表在《journalNeuralRegenerationResearch》杂志上。

利用光幻视恢复盲人视力
榕叶
【期刊名称】《中国科教创新导刊》
【年(卷),期】1995(000)003
【摘要】利用光幻视恢复盲人视力二十多年前，英国剑桥大学的布林德利在盲人的大脑表面安装了８０个电极，用金属丝把电极联到８０个小画像的无线电接收器上，把整个装置缝入盲人的头皮下面。

当他给装置传送信号时，盲人报告看见了光点，这种光点就是光幻视。

当时他的实验室得到广...
【总页数】1页(P58-58)
【作者】榕叶
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】R779.6
【相关文献】
1.澳大利亚：最新研制大脑芯片可帮助盲人恢复视力 [J],
2.新型生物视网膜植入可让盲人恢复黑白视力 [J],
3.视网膜细胞移植能让盲人恢复视力 [J],
4.Argu帮助盲人恢复一定视力 [J],
5.科学家用培养皿制造视网膜有望恢复盲人视力 [J],
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科学家开发出大脑修复芯片
佚名
【期刊名称】《生物医学工程研究》
【年(卷),期】2003(22)4
【总页数】1页(P55-55)
【关键词】科技开发;大脑修复芯片;脑病患者;海马状突起组织;细胞病变;信息传递;信息编码
【正文语种】中文
【中图分类】R319;R651.11
【相关文献】
1.以科学家研制出DNA计算机德开发出新型要全芯片日本开发出可伸缩的人造血管法国电讯研制成功多媒体披肩俄波共同开发出硬度极高的复合材料 [J],
2.科学家开发出石墨烯-硅光电混合芯片为超快芯片等应用开启大门 [J], Mary
3.科学家成功开发出“芯片大脑” [J], 梁丽雯;
4.科学家成功研发出模拟人类大脑处理信息芯片 [J], 中国科技网
5.Nat Neurosci：科学家开发出创新性技术来揭示大脑细胞的“核心身份” [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

最热门的科学研究成果有哪些科技是第一生产力，相信很多的朋友都想知道现在有哪些科研成果是最受欢迎的。

小编就和大家分享最热门的科学研究成果，来欣赏一下吧。

美国科学家制出“仿生眼”助盲人恢复视力美国科学家说，将可在两年内提供“仿生眼睛”植入手术，帮助数百万盲人恢复视力。

美国的研究人员已获准于两年内在五个治疗中心为50到70名病人安装这种“仿生眼睛”。

以希腊神话中百眼巨人阿古斯(Agrus)命名的“阿古斯二型”系统利用一个安装在眼镜上的照相机，把视觉信号传送到眼睛里的电极。

以前接受不够先进的人工视网膜移植手术的病人能够“看到” 光线、影像和物体的运动。

但图像不够清晰。

一名失明者在1999年接受了这种手术，现在他上街时能够避开长的或较低的树枝，但看人时好像是看到一团黑影。

不过美国加州大学的科学家说，他们研造的“仿生眼睛”尝试从相机取得实时的图像，然后把它们变成微弱的电信号，输送到一个接收器后，在通过电极，刺激视网膜的视觉神经向大脑发出信号，让失明者能够“看到”景物。

这种新的装置比传统的人工视网膜更细小，但拥有多达60个电极，使解像度更高。

而且面积只有一平方毫米，植入手术也更容易。

纳米二氧化硅纳米二氧化硅微粉技术在我国是一项刚刚起步的新兴技术。

由于其表面积大，吸附力强，表面能大，因此该微粉具有特殊的性能，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。

世界发达国家对超细材料的研究工作十分活跃，并已取得了一定的成果。

它以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在橡胶、涂料、医药、造纸、日化等诸多领域得到广泛应用，并为其相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证，享有“工业味精”、“材料科学的原点”之美誉。

自问世以来，已成为当今世界材料学中最能适应时代要求和发展最快的品种之一。

发达国家已经把高功能、高附加值的精细无机材料作为本世纪新材料的重点加以发展。

原本国内生产氧化硅微粉采用气相法工艺路线，所用原料以SiCl4 ，Si(CH3)n为主，因来源紧张，价格昂贵，收率低，使得其产品的生产成本较高，而普通沉淀法虽采用廉价原料，但也只能生产颗粒较大的微粉，其产品粒径在30—45μm之间，达不到超精微粉的级别，难以满足市场的需要。