2mm2芯片點亮盲人黑暗世界!馬斯克前搭檔出手,失明81%也能閱讀了
馬斯克BCI讓盲人重見光明的愿望,竟被這家公司提前實現了!
現實中,一部分人的感光細胞逐漸退化,中心視力慢慢模糊,成為他們心中難以言說的痛。
爆火綜藝《喜單》中,脫口秀演員黑燈在12歲就確診了「青少年黃斑變性」,視力先是緩慢衰退,最終走向了黑暗。
要知道,這一疾病在全球就有70萬患者。
而現在,革命性眼睛BCI技術,能夠讓這些「生活在黑暗」中的人,重新看見世界。
研究結果:https://science.xyz/news/primavera-trial-preliminary-results/
一家總部位于加州的腦機接口公司Science Corporation開發出了2mm2芯片,植入視網膜下方就可以實現。
失明志愿者在受試的臨床試驗中,結果顯示,視力得到了大幅改善,能夠讀書、打牌,甚至進行填字游戲。
可以說,這些研究結果標志著,我們對于因年齡相關性黃斑變性(AMD)導致的地圖樣萎縮(GA)引發的失明的治療上有了里程碑式的進展。
Science Corp CEO Max Hodak激動地表示:「據我所知,這是醫學史上首次明確證實,失明患者能夠恢復流暢閱讀能力!」
植入物「Prima」是何方神圣?
這一植入物被稱為「Prima」,是一個2mm2的芯片,需要通過80分鐘的手術來植入視網膜下方。
Prima采用蜂窩狀陣列設計
除了這一植入物,PRIMA系統里還包含一副帶攝像頭的眼鏡,可以捕捉視覺信息,并將紅外光信號投射到芯片上。
芯片上有378個光電像素,就像一個微型太陽能板,能夠將光轉換為電刺激信號,并將這些電脈沖傳送到大腦。大腦隨后將這些信號解釋為圖像,模仿自然視覺的處理過程。
此外,配套設備里還有一個口袋處理器,能夠處理圖像,從而提高清晰度和放大效果。
縮放功能是PRIMA系統的輔助特性,可以改變視網膜和植入物上圖像特征的大小,但會相應地減小視野范圍。
近年來,科技的進步帶來了多種恢復視力的設備和技術,特別是針對失明或視力嚴重受損的人群。
這些技術大致可以分為視網膜植入物、視覺皮層刺激設備以及基因療法和細胞再生技術。
其中,由馬斯克創立的Neuralink主要是專注于開發視覺皮層刺激設備的。
視覺皮層刺激設備這種技術跳過了眼睛及視網膜,而是直接刺激大腦的視覺皮層,適用于那些完全失去眼球或視網膜無法恢復的人群。
該方法的目標是繞過受損的視覺通路,直接在大腦中創建視覺信號。
Science Corporation開發的則是一種視網膜植入物。
視網膜植入物是通過電子設備直接刺激視網膜以恢復部分視力。它們適用于由于視網膜退化而失去視力的患者,尤其是像年齡相關性黃斑變性(AMD)或色素性視網膜炎等導致感光細胞功能喪失的疾病。
此前也有通過電刺激視網膜恢復視力的嘗試。這些設備能夠在人的視野中產生光幻視(phosphene)的光點——類似雷達屏幕上的閃爍點。(光幻視,指在沒有光實際上進入眼睛的情況下看到光的現象。)
藝術家描繪由視網膜刺激形成的光幻視
雖然這種技術足以幫助人們將人和物體識別為白點,但這與自然視覺的效果相去甚遠。
Science Corporation的CEO Max Hodak表示,Prima與其他視網膜植入物的不同之處在于其能夠提供「形態視覺」,使用者能夠感知到物體的形狀、圖案等視覺元素。
不過,使用者所獲得的并非「正常」視覺體驗。他們看不到顏色,而是看到帶有黃色調的處理過的圖像。
試驗過程與結果
論文地址:https://www.ophthalmologyscience.org/article/S2666-9145(24)00046-0/fulltext
PRIMA臨床試驗名為PRIMAvera(NCT04676854),是針對38名患有地圖樣萎縮(GA)患者開展的臨床研究。這些志愿者來自英國等歐洲地區,年齡均在60歲及以上。其中6人在一年觀察期結束前退出了研究。
地圖樣萎縮是干性年齡相關性黃斑變性(AMD)的晚期表現形式,患者視網膜中央區域出現退化,致使中央視力喪失。在實驗中,志愿者需通過植入PRIMA視網膜系統來恢復視力。
研究人員使用經典的視力表來測量參與者的視力改善情況(即視力的清晰度)。
志愿者們最初的平均視力為20/450(意味著他們需要在20英尺距離才能看清正常人在450英尺就能看清的物體)。正常視力為20/20;在美國,視力達到或低于20/200即被認定為法定失明。
經過一年的觀察,留在試驗中的32名參與者的視力有了顯著提升。
他們平均能夠在視力表上多辨認出近5行字母(約23個字母);最好的情況中,患者能多辨認出近12行字母(約59個字母)。
與研究開始時相比,他們的視力平均改善到了20/160。
植入物Prima的發明者、斯坦福大學眼科學教授Daniel Palanker表示,通過使用PRIMA系統內置的縮放功能,部分參與者甚至能夠達到20/63的視力水平。
不過,盡管大多數參與者在一年后視力都獲得了明顯改善,仍有5名參與者沒有體現出任何的視力提升。
「這些結果非常令人印象深刻。」密歇根大學的生物醫學工程師兼眼科醫生James Weiland評價說。
不過他指出,初步數據中并未提到參與者在進行視力測試時是否使用了縮放功能。他認為這一點很重要,因為縮放功能需要使用者手動開啟,這使得使用植入物的視覺過程不如自然視覺那樣直觀和便捷。
威爾斯眼科醫院的眼科醫生、美國眼科學會的臨床發言人Sunir Garg表示,由于年齡相關性黃斑變性(AMD)是老年人視力受損的主要原因,這類設備具有巨大的市場需求。
僅在美國,就有約2000萬人患有AMD。預計在未來20年內,全球患者數量將大幅增加。
Garg強調:「一旦中心視力受損,在目前的醫療水平下,我們還沒有任何治療方法能夠改善它。」
Neuralink前高管,挑戰馬斯克
有趣的的是,讓盲人恢復視力的技術,還是由Neuralink前總裁Max Hodak創立的公司最先實現。
2016年,馬斯克聯手Hodak等七位創始人,成立了Neuralink。
過去幾年的時間,Hodak一直擔任Neuralink總裁專注研究BCI,并在生命科學的機器人云實驗室Transcriptic擔任CEO。
2021年,他離開了Neuralink,然后創立了Science Corporation。
當他第一次看到一名盲人患者使用眼部植入物進行閱讀的視頻時,他感到震驚。
這促使他的公司Science Corporation于今年早些時候從Pixium Vision公司收購了這項技術。
目前,Science Corporation已經推出了幾款新工具。
最初的目標受眾是從事基礎研究和動物研究的科學家。未來,該公司計劃推出一些更適合進行人類研究的工具。
「這些科學家仍然在使用1980年代的工具,」Hodak說道,「我們將通過我們的工具把他們帶到2024年,并不斷完善我們的技術,然后再將其應用于人類。」
Hodak希望這些工具能加快大腦研究的步伐,從而為人類面臨的一些嚴重疾病提供療法。
他表示:「我們的目標是讓腦機接口行業的規模擴大100倍。」
他的戰略首先是推出探針技術——這是一套名為Axon的探針,能夠連接到大腦組織并同時記錄和刺激數千個神經元。Axon遠比許多研究人員目前使用的設備更小巧且便宜。
Axon探針配備了定制芯片,能夠將大腦產生的模擬信號轉換為數字信號,從而讓計算機進行解讀;此外,它們還可以處理比以往設備更多的數據。
探針系統還配套一款名為SciFi的手持計算設備,它看起來像一部巴掌大的手機,能夠從多個探針中收集數據,進行處理,并通過Wi-Fi將信息發送到計算機。
除了硬件,Science Corporation還能為客戶提供他們的Nexus軟件和名為Synapse的配套數據協議來構建應用,而不必自己編寫代碼。
Hodak表示:「我一生中為不同的實驗室和公司開發過7次這樣的軟件。我們希望提供現代化、工業級的軟件,不再需要研究生和博士后親自開發。這樣的軟件速度快,并且能夠擴展到這些設備所需的數百TB的數據。」
Hodak(左一)在Science Corporation的工作站
Hodak承認,他曾對制造這些產品的商業前景表示懷疑。最初并不清楚是否會有一個足夠大的市場來證明大規模生產硬件的負擔和成本是合理的。
但隨著時間的推移,他逐漸相信腦科學和技術正處于一個新的時代前沿。
在這個時代,Science Corporation可以推動一些設備的研發,這些設備不僅可以幫助治療癱瘓和肌萎縮側索硬化癥(ALS)等疾病,還可以幫助應對抑郁癥和精神分裂癥等心理健康障礙。
「需要明確的是,我并不是說我們現在就有療法,」他說,「但我認為這個前景將會比許多人想象的更大。」