視覺修復

視力障礙或是失明，通常都是視覺傳導通路損傷所致——角膜或晶狀體霧化導致視物清晰度下降；角膜的退化；視覺皮層（位于大腦的后部）的外傷或中風等等。但是，隨著時代的發(fā)展，生物學、工程學和技術(shù)學的進步為那些正在失明或已經(jīng)失明的病人打開了越來越多的窗口。特別是干細胞研究，它為越來越多的疾病提供了一個可持續(xù)發(fā)展的希望，當然也包括視覺障礙。干細胞可以向任何一種細胞進行分化，自然也可以向科學家所期望的方向分化。讓我們看看干細胞有什么超能壯舉。

本是晶瑩剔透的角膜在遭受損傷或疾病后，就會變得模糊、不透明。這時，我們可以通過手術(shù)的方法去除角膜表面受損的細胞，然后再移植一層新鮮的角膜細胞。由于這層新鮮的角膜細胞是來自于供體眼（也就是別人的眼睛），所以即使有效，也要面臨著一些風險，比如排斥反應(yīng)，比如細胞會隨時間而逐漸退化。

而角膜干細胞移植就能規(guī)避這兩個風險。這些干細胞可以自然而然成為角膜的一部分。隨著年齡的增加，這些干細胞還能持續(xù)不斷提供新鮮的角膜細胞以替代老化的。為了避免排斥反應(yīng)，這些干細胞通常都是取自患者本人的另一個健康眼或是近親親屬。但是，有時這兩個選擇都不存在，于是科學家們正在試圖開發(fā)其他的可利用資源。一旦得到干細胞，就首先在實驗室里將其孵化成一薄層細胞（單層排列），然后孵育成更為堅固的多層細胞。在培養(yǎng)基質(zhì)的支持下，這些細胞逐漸呈結(jié)構(gòu)性的生長。最后，將這些組織移植入患者的眼睛中。

智能視覺修復——什么意思？簡單的比喻，科學家像是一個玻璃清潔工，他們可以讓更多的光線進入到視覺的主舞臺——視網(wǎng)膜。再打個比方，黃斑變性導致了視網(wǎng)膜損傷，為了修復視覺，科學家們就必須要繞過這些受損傷的視網(wǎng)膜，這可是一個非常大的技術(shù)挑戰(zhàn)。視網(wǎng)膜上的細胞是一個介質(zhì)，介于光線和神經(jīng)細胞之間。而神經(jīng)細胞負責將視覺信號傳導至大腦內(nèi)。傳導途徑就是視神經(jīng)。讓我們再回頭看看干細胞給我們的承諾，一個難以置信的承諾。日本科學家成功地把小鼠的干細胞孵育成視網(wǎng)膜細胞，可這還不是亮點。真正的成功之處在于他們將干細胞孵育成了一個真正的結(jié)構(gòu)，一個能發(fā)育成視網(wǎng)膜的真正結(jié)構(gòu)。

干細胞移植用于人類視覺修復的前景雖然光明，但仍有很長的路要走。而在當前，進入人們視野的是“視網(wǎng)膜植入物”。這是一種神經(jīng)假體，被稱為視網(wǎng)膜外植入體，由三個元件組成，它們協(xié)同工作以修復一種類型的視覺。這三個元件包括一個照相機（捕捉光線），一個視頻處理器（翻譯攝入的視頻信號，并將其轉(zhuǎn)換成電信號），最后就是視網(wǎng)膜植入體本身。

使用者佩戴著一個獨立的外部相機，通常是鑲嵌在一副眼鏡上，實時捕捉周圍的環(huán)境。這種形式的視覺信號對于人來說，毫無意義。所以，需要將這些信號分流入視頻處理器。在這里，視頻信號被重新解讀成電信號。就如同人類正常的視覺處理，光線被轉(zhuǎn)換成電信號，然后再傳導至視覺皮層。視頻信號被解讀成電信號的過程，現(xiàn)在已經(jīng)可以無線傳輸至接收器。而這個接收器位于眼睛內(nèi)。這個接收器完成了視覺旅程的最后一段——連接到視網(wǎng)膜植入體。這種視網(wǎng)膜植入體是由一系列微小電極構(gòu)成，并直接埋置于視網(wǎng)膜內(nèi)，與視神經(jīng)細胞直接接觸。植入體電極將信號傳遞至視覺皮層，但是佩戴者無法以正常方式體驗視覺。相反，他們只能看到明暗的變化。佩戴者只能慢慢學習如何去解讀并賦予意義。

德國蒂賓根大學的團隊嘗試開發(fā)一種更小、更精細的視網(wǎng)膜植入體。這種新型設(shè)備埋置于視網(wǎng)膜下，擁有1500個光學敏感器，能夠直接捕捉進入眼睛內(nèi)的光線，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，直接沿視神經(jīng)傳導。因此，這個新的裝置完全不需要任何外部硬件。初步試驗的結(jié)果是令人振奮的，佩戴這種新型設(shè)備的人可迅速地獲得視物能力，可以看到形狀，描述物體，比如字母。