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“人造视网膜之父”Humayun南中国科学技术大学讲

来源:http://www.btxygg.com 作者:www.5197.com 时间:2019-12-22 22:39

文章编译自:Gizmag Researchers transmit braille directly to the retina of blind test subject

澳门新葡亰官方登录 1Mark S.Humayun作报告

比如之前谷歌专利显示的所谓“智能隐形眼镜”,该隐形眼镜内藏镜头并可与手机连接,这给失明人士带来了福音。据报道,这款新型隐形眼镜中藏有的镜头,可供人随意把眼前影像放大缩小。这款谷歌隐形眼镜能与手机连接。若配戴者是失明人士,眼镜内的镜头可把道路的影像传到手机中,再为配戴者提示前方的道路。

第二视觉公司的一位研究科学家告诉媒体,他们未来会通过软件升级将新的盲文识别功能添加到Argus II型系统中,而使用这一新功能也无需改变现有的设备。

图片:学生新闻社 张皓帆

这款名为Argus II的设备主要针对遗传性色素视网膜炎患者无法正常感受光线所导致的失明患者,目前在全美国共有超过10万人患有此类疾病,研究人员希望通过Argus II能够为这些人重新带来光明。在欧洲地区已经批准了Argus II被植入患者的眼部,目前已经共有超过60位失明人士接受了该项技术治疗,目前医院正在对这60人进行24小时不间断的观察治疗。

目前的Argus II型视网膜义体装置

文字:学生新闻社 詹溪云

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澳门新葡亰官方登录 4提问环节

二、物理性的前沿黑科技 让盲人通过科学手段获得感光识别 从而恢复光明

装配了摄像头的Argus II型系统是这样运作的:义体本身会被植入到病人眼中,其中一块60只电极组成的阵列被放置在视网膜表面。与义体配合工作的摄像眼镜会将使用者前方的图像拍摄下来,并将视频信号转化成电流脉冲。随后这些电信号被无线传输至病人眼中的电极,而电极则根据这些信号刺激特定的视神经细胞,让盲人产生视觉感。虽然这套系统还无法产生和正常视觉相同的效果,但它已经足以帮助使用者识别不同的字母。

Mark S.Humayun向听众展示了如何对患者进行各方面的视觉功能检测,并通过对比得出结论:电极数目为60的Argus II能比仅含16个电极数的Argus I产生更好的视觉功能。通过此设备,盲人可以进行数字、字母识别,可以感知自己与周围人的距离以及他们移动的方向,可以辨识远处的物体,还能进行篮球、保龄球等运动。这让听众惊叹连连。

在这次实验中,移植iPS视细胞的部分不足全视野的5%。如果扩大移植范围,恢复视觉的概率有可能进一步增大。项目带头人高桥政代在2014年的时候就开是进行相关课题的研究。当时他就进行过iPS视细胞的相关移植手术,不过之前并未检测出这样的手术可以恢复感光功能。

新的实验中,研究者们绕过了摄像头,直接激活了受试者视网膜上的6个电极

讲座中,Mark S.Humayun回顾了自己从初期的视网膜电生理测试等短期人体试验,到利用Argus I和ArgusII进行长期深入的移植实验的研究经历。Argus系统分为两部分,其外部的眼镜上安装有微型摄像机、发射器和微型无线计算机,用于捕捉图像信号并传输到人造视网膜上,转化为电脉冲信号。内部则主要由视网膜外层的电极阵列和接收线圈组成,提供视网膜电刺激来诱导盲人的视觉感知。

综合而论,目前关于盲人恢复光明的黑科技基本上都聚集在欧美、日本等国家,我国在生物前沿科技方面的研究实力虽然这两年随着互联网的发展而进步不少,但在核心技术领域,还存在一定的差距。小编希望在移动互联网领域,我们能够迎头赶上 ,在民生领域,真正做到科技霸主的地位!

可如果Argus II型系统的使用者已经可以直接认识普通的字母,识别盲文又有什么意义呢?答案是:与当前这套系统的“字母视觉化”功能相比,识别盲文的新功能可以明显提高许多盲人使用者的阅读速度。

Mark S.Humayun是美国工程院、美国医学院、美国医学与生物工程院院士,IEEE Fellow,美国视网膜专家协会主席,美国顶尖的多希尼眼科研究所前主任。作为仿生电子学领域最具影响力的权威学者之一,他开发了世界首个人造视网膜,它有能力恢复部分视力,可以让失明人士重见光明。该技术获得了美国FDA认证和欧洲CE mark,他也被人们誉为人造视网膜之父。

一、传统型的黑科技 只是让看变成听 语音提示盲人进行对应的行为操作

作者: Ben Coxworth

在互动提问环节中,Mark S.Humayun和南科大师生们就设备的可用性、改进方法以及未来的发展等多方面展开了讨论,现场气氛热烈。

在这项实验中,研究者让诱导多能干细胞变为视网膜的视细胞,并移植到因晚期“视网膜色素变性症”而失明的老鼠眼中,结果老鼠的眼睛成功的能够感光了。副项目带头人万代道子在接受采访时表示,在实验成功之后他们也计划用人类iPS细胞进行验证,两年内他们会申请临床研究。

而在最近的一次实验中,研究者们绕过了摄像头,直接激活了受试者视网膜上的6个电极。通过将这6个电极以不同的方式组合,研究者们可以复制出代表26个字母的盲文图案。盲人通常是靠手指触摸来感觉盲文中的点,因此,新系统中的每一个电极都对应着这样的一个点。

澳门新葡亰官方登录 5讲座现场

目前,Argus II存在的另一个问题就是价格过于昂贵。做一次此项手术将花去患者超过10万美元的费用。虽然现在技术并不成熟而导致了手术成本过高,不过相信终有一天Argus II绝对会让普通的患者都能从某种程度上“重见光明”。

Second Sight(第二视觉)公司曾经在今年初发布了Argus II型视网膜义体,它可以帮助盲人“看见”物体、颜色和周围环境中物体的运动。在之前,这一功能是靠佩戴一副装有摄像头的眼镜实现的。而在最近的一项实验中,研究者们绕过了摄像头这一步,将盲文图案直接传输到了受试者的视网膜上。

经过三十年的研发,Mark S.Humayun及其团队已经开发出60像素的人造视网膜产品,不久将会进入临床使用。面对设备价格昂贵的质疑,Mark S.Humayun表示,每天用一杯星巴克换来一天的光明,何乐而不为呢?

近年来,科技的不断发展,除了方便人民的生活之外,更重要的是带来了社会上各行各业的基因上的改变。人工智能等黑科技的应用,也越来越让一切看似传统上面的不现实变成了现实。比如今天咱们说的这些关于让盲人恢复光明的黑科技。


2017年2月23日下午,美国医学与生物工程院院士、美国视网膜专家协会主席Mark S.Humayun在南科大讲堂精彩开讲,报告题为Artificial Retinal Prosthesis and Progress。我校生物医学工程系主任郭向东教授主持讲座。

Argus II的工作原理是将一个非常小的电极植入患有视网膜感光细胞坏死疾病的患者眼部,然后再通过佩戴专用的外置眼镜,经过眼睛上携带的摄像机将图像通过电极投射到患者的视网膜底部。虽然到目前为止手术的成功几率只有一半,但是所有参与治疗的患者都获得一定的改善效果,有些患者甚至能够看清楚报纸头条新闻的大标题。

在实验中,每个字母能够在受试者眼中停留半秒钟,用来测试的信号中既有单独的字母,也有长度小于五个字母的单词。受试者对单独字母的识别率达到89%,而识别简短单词的成功率也可以达到80%。

随后,Mark S.Humayun分析了人脑视觉皮质的功能性磁共振成像的研究背景及结果,提出Argus II的使用会降低视觉皮质对触觉刺激的敏感性的假说。在完善设备的过程中,他的研究团队通过频域调制等方法实现了色觉识别的功能,还可以利用眼球跟踪器进行面部识别。

虽然这个想法还停留在概念阶段,实现起来也有不少的的挑战,但我们期望3D音景技术有朝一日可以让世界亿万视障人士,在城市乡镇间更自如地往返。

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一旦对用户的个人习惯有了更多的了解,这些提示还可以变得更人性化,比如“马上要路过你上星期四去过的那个酒吧了”。

从网上资料收集查看而知,美国联邦药品管理局之前批准了一项通过仿生眼技术治疗失明患者的医疗器械。

这个技术的原理是利用市面上的智能手机和骨传导头戴式耳机,向佩戴者的内耳传递有用的音频信号,同时由于双耳并未遮挡,所以佩戴者仍可以听到周围的噪音,并做出必要的反应。

日本科学家近日首次成功将人类皮肤干细胞移植到眼部。这些从皮肤上获取的干细胞如果用于眼部,将能帮助病人修复部分丢失的视力。

印度将推全球首款盲人手机,这款盲文手机最大可以呈现10个盲文字符,并且数字键盘上有所有数字的盲文标记。达加尔表示,简单、整洁的设计对盲人来说尤其重要。他也为盲人做了更多的考虑,这款手机拥有更大的按钮和更多的参考线,机身一侧配备了更大的音量调节键,使之更容易识别。据悉,全球将近有2.85亿人存在视力障碍,其中超过20%的人生活在印度。

据日本媒体报道,日本理化学研究所多细胞系统形成研究中心的研究小组近日对外发表了一项研究成果,他们确认iPS视细胞能让眼睛恢复感光功能。研究小组使用老鼠来做相关实验,成功的让失明老鼠恢复了感光功能。这项研究成果已经被发表在美国科学杂志网络版。

说到让盲人恢复光明,最传统的要属各个福利基金机构的筹款了。当然,这仅仅只是资金上的“协助”,并不能让盲人真正体会到恢复光明之后的快感。毕竟,做完手术之后,复发率、感染率、恢复周期不一等都是影响盲人能否真正恢复到光明的因素所在。那么,咱们今天所说的黑科技是否能够从另外一个角度来帮助盲人恢复光明呢?

身为残障人士,微软无障碍使用部门总监Jenny Lay-Flurrie表示:微软致力于无障碍使用方面的研究和创新由来已久。我们一直在想办法,用科技来满足每个人所需的特殊的交互方式。其提出的3D音景技术是利用智能手机的GPS定位功能和加速度传感器,从专门安装在室内或道路边具有蓝牙和WiFi功能的指示灯上收集信号,然后根据Bing地图提供的基于云的定位和导航数据,来获取详细的位置信息,如商店、景点、行程细节等。佩戴者可按逐向式导航的提示前往目的地。当他们偏离了已设定的路线,或太靠近人行道边时,耳机便会发出声音提醒。

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关键词: 盲人 科技 光明 视觉 视网膜