在探討視力恢復(fù)技術(shù)的最新進(jìn)展時(shí)，海倫·凱勒關(guān)于“假如給我三天光明”的深刻思考再次引起了人們的共鳴。對于全球至少22億視力受損或失明的人來說，視覺皮層恢復(fù)技術(shù)的發(fā)展無疑帶來了一線希望。然而，這一領(lǐng)域依然面臨諸多挑戰(zhàn)，尤其是如何準(zhǔn)確預(yù)測和評估視力恢復(fù)效果。
近年來，隨著視覺皮層假體的研究不斷深入，三項(xiàng)臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中，分別使用表面電極和深部電極技術(shù)。然而，盡管這些試驗(yàn)取得了一定進(jìn)展，但對于植入后視力能恢復(fù)到何種程度，科學(xué)家們?nèi)匀粺o法給出確切的答案。神經(jīng)植入領(lǐng)域在很大程度上依賴直覺和經(jīng)驗(yàn)，這可能導(dǎo)致直觀謬誤，影響治療效果。
為了克服這一難題，華盛頓大學(xué)的Ione Fine和Geoffrey M. Boynton在《Scientific Reports》上發(fā)表了一項(xiàng)研究，他們提出了一種基于視覺皮層（V1）神經(jīng)生理結(jié)構(gòu)的“虛擬患者”模型。該模型能夠成功預(yù)測參與者在廣泛的人類皮層刺激研究中所產(chǎn)生的感知體驗(yàn)，從而在視覺皮層假體植入前對其效果進(jìn)行預(yù)測。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，更多的、更小的電極并不一定能帶來更好的視力恢復(fù)效果。相反，感知質(zhì)量可能更多地受制于視覺皮層的神經(jīng)生理組織，而非技術(shù)限制。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀念，為未來的視力恢復(fù)技術(shù)研究提供了新的方向。
目前，全球正在開發(fā)多種視力恢復(fù)技術(shù)，包括視網(wǎng)膜電子植入物、光遺傳學(xué)、基因治療以及視網(wǎng)膜上皮和干細(xì)胞移植等。然而，這些療法主要關(guān)注視網(wǎng)膜的干預(yù)，對于視網(wǎng)膜脫離或視神經(jīng)不可逆損傷的情況則束手無策。因此，通過修復(fù)大腦皮層視覺中樞來恢復(fù)視力的方法備受關(guān)注。
Ione Fine團(tuán)隊(duì)的研究為這一領(lǐng)域帶來了新的突破。他們通過建立基于V1區(qū)神經(jīng)生理結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，成功預(yù)測了多種皮層刺激數(shù)據(jù)，包括電刺激所引起的人類感知的位置、大小和亮度等。這一模型不僅在數(shù)學(xué)原理上簡潔明了，而且未經(jīng)復(fù)雜的參數(shù)調(diào)整，就展現(xiàn)出了強(qiáng)大的預(yù)測能力。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步解釋了光幻視閾值和亮度如何隨電刺激時(shí)間特性變化，以及光幻視大小與電流幅度和視覺場偏心率的關(guān)系。他們還通過模擬不同電極陣列配置下的感知結(jié)果，揭示了電極數(shù)量和大小對視力恢復(fù)效果的影響。這些發(fā)現(xiàn)為未來的視力恢復(fù)技術(shù)研究提供了重要的理論依據(jù)。
盡管“虛擬患者”模型在預(yù)測視力恢復(fù)效果方面展現(xiàn)出了巨大的潛力，但它仍存在一定的局限性。例如，模型目前僅使用電流幅度作為輸入?yún)?shù)，而更準(zhǔn)確的方法應(yīng)該是使用電流密度。模型還假設(shè)電極與皮層表面齊平，這在實(shí)際操作中可能難以實(shí)現(xiàn)。因此，未來的研究需要進(jìn)一步優(yōu)化和完善這一模型。
盡管如此，“虛擬患者”模型的出現(xiàn)仍然為視力恢復(fù)技術(shù)的發(fā)展帶來了新的希望。它不僅能夠解決植入物在植入前無法預(yù)測感知體驗(yàn)的問題，還能夠揭示傳統(tǒng)直覺可能帶來的誤區(qū)。隨著研究的不斷深入和完善，相信這一模型將在未來發(fā)揮更加重要的作用，為更多視力受損或失明的人帶來光明。
