对大多数人来说,能够区分白色洗涤和彩色洗涤并不意味着什么,但是对于一名参加澳大利亚眼科研究中心( CERA )研究的患者来说,这是一个里程碑式的时刻:她几年前就失明了,能够分辨不同颜色的洗涤是一个迹象,表明她戴的视网膜假体已经开始给她带来一些有意义的视觉。

CERA是包括新南威尔士大学、墨尔本大学、仿生研究所等在内的一些组织的一部分,这些组织一直致力于创造所谓的“仿生眼”,这是一种旨在使视力受损的人恢复视力的系统。

仿生眼系统已经在两个阶段的7名患者中进行了试验。所有人都有一种叫做色素性视网膜炎(RP)的疾病,RP是一组基因突变的总称,这些突变导致那些遗传了色素性视网膜炎的人逐渐失明。这种情况在十几岁或二十出头的时候就会显现出来,几年后,那些拥有这种状况的人只剩下了视力的雏形:能够看到一盏灯亮或灭,但仅此而已。他们失去了阅读能力,看不到朋友和家人的面孔,也失去了独立在家里和邻居之间导航的能力。

CERA仿生眼希望能够弥补这些损失。在RP中,只有视网膜的光感受器层死亡,视网膜的其他层保存完好,其中包含的神经有助于将视觉信息传递到大脑。这是RP的一个元素,仿生眼试图利用它,一个电子阵列滑进眼睛后部的空间,刺激视网膜的神经层。用户看到的图像是从附在他们戴的眼镜上的摄像头中采集的,然后转发到一个视觉处理单元上,该处理单元处理数据,并将数据无线传输到头部皮下的植入物上。植入物接收到信号,并将其传递给阵列,阵列刺激视网膜,让佩戴者看到图案。

虽然CERA的眼睛不是第一个在人体志愿者身上测试的“仿生眼”系统,但它确实提供了一种更简单的手术方法。我们的想法是,如果你有一个更简单的方法,那么手术并发症就会更少,佩内洛普·艾伦说。该阵列位于眼睛内部的一个天然口袋中,称为无色上空间,存在于视网膜和巩膜之间,大多数人称之为“白色”的眼睛。这种装置很容易滑进去,而且很自然地固定在那个部位,我们不需要(外科)手术,也不需要进入眼睛的玻璃体腔。这使得它成为一种更加简单和直接的手术方法。

随着硬件的到位,佩戴者开始在实验室里测试该系统,学习将系统传输的模式解释为视觉信息。因为他们已经很长一段时间没有任何视觉信息可以解释,当设备刺激视网膜时,他们会看到小的闪光。它们需要经过实验室的训练,这样我们就可以确定每个电极产生视觉闪光所需的电刺激水平。

首先,佩戴者要学会分辨边缘,然后识别房间里的门,然后在障碍赛道上导航。一旦他们对这种基于实验室的测试感到满意,佩戴者就会在户外使用这种设备,在人行道上找到自己的路。从那里开始,佩戴者将该系统带回家使用,最后在户外进行测试。

最初,病人可以从这个设备上解读的数量,让我们对他们的能力印象深刻。在原型试验中的一个病人说,随着她越来越习惯使用它,她开始觉得她不是在使用相机,视觉只是来自她的眼睛。

虽然仿生眼提供视觉的方式不同于有视力的人理解它的方式,艾伦说,但它确实为佩戴者提供了足够的信息来完成以前看起来不可能完成的任务:整理衣物,不带导盲犬四处走动,或者简单地知道谁在集体对话中讲话。

每个人在家里都有自己想做的不同任务,在家培训的一部分是确定他们认为重要的任务,试图帮助他们做到这一点,艾伦说。该系统在高对比度环境中工作得最好,但在其他情况下,它有不同的模式来增强对比度:通过帮助患者找到正确的模式,并继续改进这些模式的工作方式,希望CERA仿生眼睛能帮助更多视力丧失的人处理以前不可能完成的任务。

在试验期间,CERA及其合作伙伴将收集佩戴者如何使用该系统的数据。一旦他们把设备带回家,他们每隔三个月来进行一次障碍测试,看看他们的成绩和功能是否有所改善。他们在家里做测试,看他们是否想在家里完成那些任务,以及他们是否能做到,因为我们需要有客观的证据证明结果更好。

虽然仿生眼的试验设计寿命只有两年,但植入物可以在原位停留更长时间。该项目的一个副产品——仿生视觉技术已经成立,目的是随着时间的推移将该技术商业化。

CERA并不是目前唯一正在测试的仿生眼系统。例如,“第二视力”也在研究一种可植入的视网膜,这种视网膜已经在色素性视网膜炎患者身上进行了试验,而其他研究则希望建立一种完全绕过眼睛、直接将视觉信息传输到大脑的系统。

选择这类研究的参与者并非没有挑战。参与者必须接受心理评估,并为假体无法工作做好准备,尽管该小组相信他们能够恢复部分视力。

他们真的很有趣,是一群很棒的病人。他们很无私。因为这是一种遗传性疾病,许多人的亲戚都有这种疾病,所以他们不仅对自己的利益感兴趣,而且对后代的利益也感兴趣。