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          人造视网膜,可以帮助恢复盲人重见光明

          新技术有助于克服一个主要障碍:热。

          A woman's blue eye close up

          没有这个进步,建立一个人造视网膜所需的芯片会烧坏人的眼组织。 | unsplash /createria,pixabay /davidzydd

          对于十多年来,研究人员一直致力于创建可在眼睛植入,让盲人能再次见到人工视网膜的数字。许多挑战阻住,但易胜博体育研究人员可能已经找到了关键解决最棘手的一个:热。人工视网膜需要一个非常小的计算机芯片与许多金属电极戳。电极第一记录他们周围的神经元的活动来创建地图上的细胞类型。然后该信息被用于从相机到大脑发送可视数据。不幸的是,眼记录的电子太混账热过程中产生如此多的数据。

          “所需的芯片打造一个高品质的人工视网膜将基本上炒他们正试图与接口的人体组织,”说 E.J。齐齐尔尼斯基在神经外科和眼科部门的教授,谁是在易胜博体育 人工视网膜队.

          团队,包括齐齐尔尼斯基和他在易胜博体育的电气工程和计算机科学系的合作者的成员,近日宣布,他们已经发明了一种方法通过显著压缩在眼所有这些神经元创建可视化数据的海量来解决这个问题。他们讨论他们的进步 在一项研究中 发表于 生物医学电路与系统IEEE交易。

          传达视觉信息,在视网膜神经元发送电脉冲,被称为尖峰,到大脑。问题是,数字视网膜需要记录并解码这些尖峰了解神经元的性质,但其产生大量的热量,在数字化过程中,即使在今天的原型机只有几百电极。第一个真正的数字视网膜都需要有这样的电极数以万计,这个问题进一步复杂化。

          鲍里斯MÜRMANN,电气工程的视网膜上项目的教授说,研究小组发现了一种方法来提取使用较少的数据可视化的理解相同的水平。通过更好地了解哪些信号采样物质和可以忽​​略不计,该小组能够减少有要处理的数据量。这有点像被在一次聚会试图提取在一片拥挤的房间里的喧嚣单一的连贯的谈话 - 几个声音问题很多,但多数是噪音,可以忽略。

          “我们通过更具有选择性,忽略了噪声和基线样品和数字化只有唯一尖峰压缩数据,”MÜRMANN说。

          此前,数字化和压缩分别做了,导致了很多额外的数据存储和数据传输。 “我们的创新插入压缩技术到数字化的过程中,”团队成员说: subhasish米特拉,电气工程教授计算机科学和。这种方法保留了最有用的信息,并更容易在硬件中实现。

          但丁muratore,对球队的博士后研究员,说,这个过程是令人惊讶的简单概念。每穗有自己的波浪状,可以帮助研究人员确定什么样的细胞产生了 - 知识在视网膜上,在不同的细胞有不同的功能键位。每当人工视网膜记录相同的信号样本中的两个或更多个电极它是作为一个处理的“碰撞”,有效地擦拭出的数据。碰撞可以安全地忽略。在另一方面,当一个独特的信号样本是由一个单一的电极记录的,它被认为具有高的值,并获取存储用于进一步处理。在测试他们的方法中,研究人员说,他们的有效的数据收集方法射门细胞仅有5%,还通过40倍降低了获得的数据。

          研究人员认为这是第一步的高效,低温运行的植入式芯片,将工作不只是在眼,但在其他所谓的“神经修复”脑机是把神经冲动到电脑的信号接口的一天。这样的应用可能包括大脑控制的机器, 恢复运动瘫痪 和讯聋,或打开新的方法,援助记忆,缓解精神疾病,甚至改善自驾车车辆。

          “这是在某一天可以让我们建立一个数字视网膜与超过10,000个频道的重要一步,” muratore说。

          另外作者还包括 玛丽wooters,计算机科学与电气工程和博士生pulkit坦登的助理教授。

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