讓人造視網膜保持涼爽的辦法:更有選擇性地處理數據
據外媒報導,人造視網膜有可能為某些失明的人恢復一些視力,但它也有它自己的問題。首先,複雜的電子設備經常會出現過熱的情況,這對手機或筆記本電腦來說已經夠糟糕的了所以這絕對不會是人們想要的東西。現在,斯坦福大學的一個研究小組發現了一種可能繞過這個問題的方法,即更有選擇性地處理數據。
人造視網膜本質上是一個被植入眼球後部的攝像機傳感器,其通過收集進入眼球的光線然後將其轉換成電信號。這些信號則通過另一側的電極陣列傳遞到神經元,神經元再通過視神經將數據傳遞到大腦,在那里大腦可以處理它看到的東西。
然而在現實生活中這項技術還沒有完全實現。數以百計的電極產生電脈衝,同時還會產生大量的熱量,而這些熱量基本上會煎掉眼睛後部的組織。顯然,這並不理想。
對此,斯坦福大學的研究小組開始尋找減少熱量的方法。最簡單的方法就是減少眼睛裡的數據量。理想情況下,這將在不降低提取視覺信息量的情況下進行。
研究小組表示,視覺信息必須被數字化然後進行壓縮進而可以跟眼睛後部的神經元進行交流。在以往的版本中,這是兩個獨立的步驟,但現在研究人員將它們結合起來從而減少需要存儲和傳輸的數據量。
這張圖展示了人造視網膜是如何工作的
天然視網膜是由不同細胞組成的,這些細胞對光的反應有所不同,研究人員能夠通過“波”的形狀來判斷是哪種細胞產生了某種特定的電信號。之後,研究小組認識到他們可以忽略某些類型的信號。如果一個電極記錄了一個信號,那麼人造視網膜就會知道它的重要性並將其存儲和處理。但如果幾個電極記錄了相同的信號,那麼它則會被認為是噪音,可忽略不計。
通過這一過程,人工視網膜可以展開更有效的運轉且不會影響到通過的視覺信息的數量。在測試中,研究小組將採集的數據量削減了40倍而只丟失了5%的細胞。
目前的人造視網膜只使用了幾百個電極,但高分辨率的數字視網膜則需要成千上萬個電極。在這種情況下,熱量將成為一個更大的問題,因此研究人員表示,這是朝著這一目標邁出的重要一步。
相關研究報告已發表在《IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems》上。