日本大阪大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授瓶井資弘等人近日開始了一項(xiàng)人造視網(wǎng)膜的臨床試驗(yàn)
,該試驗(yàn)需要向接近失明的患者眼內(nèi)植入電極這項(xiàng)臨床試驗(yàn)的對(duì)象為“視網(wǎng)膜色素變性癥”患者
。在患者眼球后側(cè)植入電極,對(duì)仍存活的視網(wǎng)膜細(xì)胞等施加電刺激。人造視網(wǎng)膜的工作原理是
,利用安裝在眼鏡上的攝像頭拍攝影像,通過(guò)可掛于腰上的裝置將影像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。該信號(hào)再通過(guò)耳后的裝置傳至已植入的電極,并借助對(duì)視網(wǎng)膜的刺激將視覺信號(hào)轉(zhuǎn)達(dá)至大腦,最終形成視覺。人造視網(wǎng)膜目前在美德等國(guó)已投入臨床應(yīng)用。研究團(tuán)隊(duì)1月末將人造視網(wǎng)膜植入了第一例患者眼中
。手術(shù)前該患者僅能識(shí)別明暗,但在術(shù)后,患者不僅能夠抓住眼前的長(zhǎng)棒,還能識(shí)別出長(zhǎng)棒運(yùn)動(dòng)的方向。在2015~2016年度,大阪大學(xué)計(jì)劃與企業(yè)以及其他大學(xué)合作,以10~15位患者為對(duì)象,開展正式的臨床試驗(yàn)。視網(wǎng)膜色素變性癥會(huì)導(dǎo)致視覺細(xì)胞減少
。日本國(guó)內(nèi)約有1萬(wàn)人以上的患者。人造視網(wǎng)膜無(wú)法使接近失明的患者恢復(fù)到正常人的視力,但至少能改善至識(shí)別物體形狀等,使患者的日常生活變得方便。大腦活動(dòng)伴隨著神經(jīng)元放電產(chǎn)生
,而神經(jīng)科學(xué)和神經(jīng)工程研究需要研究大腦神經(jīng)元的電活動(dòng)情況,以了解大腦產(chǎn)生、傳輸和處理信息的機(jī)制。植入式微電極陣列作為一種傳感器件,是時(shí)間分辨率最高的神經(jīng)電活動(dòng)傳感手段之一,可以在盡量不損傷神經(jīng)系統(tǒng)的前提下如果可以記錄大腦運(yùn)動(dòng)輸出中樞的神經(jīng)電信號(hào)活動(dòng),了解其信號(hào)特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系
,就可以通過(guò)腦電直接控制外部設(shè)備做出相應(yīng)的動(dòng)作。通過(guò)這個(gè)方式,截癱病人可以使用腦電信號(hào)控制不同的機(jī)械電子設(shè)備完成不同的日?div id="d48novz" class="flower left">
另一方面
,神經(jīng)元在接受電極的電刺激信號(hào)時(shí),可以被激活或活動(dòng)受到抑制,這一過(guò)程一般稱為調(diào)控。通過(guò)神經(jīng)電極,可以對(duì)大腦特定區(qū)域或外周神經(jīng)施加電刺激,抑制不正常的神經(jīng)發(fā)放,用以治療帕金森病或慢性疼痛等疾病;也可以使用經(jīng)過(guò)視覺和聽覺調(diào)制的編碼信號(hào)刺激視覺神經(jīng)和聽覺神經(jīng),部分修復(fù)受損的聽覺和視覺,這一技術(shù)通常也被稱為人工耳蝸或人造視網(wǎng)膜。
這些只是應(yīng)用在臨床上的一些應(yīng)用,事實(shí)上
,科研人員在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用微電極在動(dòng)物身上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很多不可思議的功能。比如通過(guò)在大鼠腦袋中植入刺激電極來(lái)操控大鼠的左右轉(zhuǎn)向及前進(jìn),從而控制大鼠的運(yùn)動(dòng)軌跡,實(shí)現(xiàn)大鼠機(jī)器人的功能,這方面國(guó)內(nèi)浙大的研究團(tuán)隊(duì)做的比較多。另外,還有其他人通過(guò)將植入大鼠腦內(nèi)的記錄、刺激電極與人工智能整合在一起,使得大鼠的學(xué)習(xí)能力得到了很大的提升。?
無(wú)論是腦-機(jī)接口中使用的記錄電極還是人工耳蝸中用刺激電極
,其功能是實(shí)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)與外部電子系統(tǒng)之間的信號(hào)交換和傳遞,因此神經(jīng)電極也是神經(jīng)科學(xué)家了解神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng),研究大腦工作機(jī)制的重要工具。不過(guò)由于微電極的制作工藝要求非常高,我們國(guó)內(nèi)使用的大部分產(chǎn)品都是從國(guó)外買來(lái)的
現(xiàn)在暫時(shí)還沒有人工的視網(wǎng)膜,但是我們的科學(xué)家正在不停的做研究
隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步
但是這是一條任重而道遠(yuǎn)的道路
,并不是可以隨隨便便成功的,我們可以從很多的科學(xué)刊物中
因?yàn)槿说囊暰W(wǎng)膜并不是一片像直立的晶片
所以視網(wǎng)膜的研究就變得更加的艱難
生物計(jì)算機(jī)的原理是信息以波的形式傳播,當(dāng)波沿著蛋白質(zhì)分子鏈傳播時(shí)
其主要原材料是生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子
生物計(jì)算機(jī)能夠如同人腦那樣進(jìn)行思維
美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室生物計(jì)算機(jī)部的物理學(xué)家們正在研制由芯片構(gòu)成的人造耳朵和人造視網(wǎng)膜,這項(xiàng)技術(shù)的成功有望使聾盲人康復(fù)
生物電腦的成熟應(yīng)用還需要一段時(shí)間
擴(kuò)展資料
科學(xué)家通過(guò)對(duì)生物組織體研究,發(fā)現(xiàn)組織體是由無(wú)數(shù)的細(xì)胞組成
因此,人類可以利用遺傳工程技術(shù)
生物計(jì)算機(jī)主要是以生物電子元件構(gòu)建的計(jì)算機(jī)。它利用蛋白質(zhì)有開關(guān)特性
其性能是由元件與元件之間電流啟閉的開關(guān)速度來(lái)決定的。用蛋白質(zhì)制成的計(jì)算機(jī)芯片
由蛋白質(zhì)構(gòu)成的集成電路
-生物計(jì)算機(jī)
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