據外媒報導，來自南加州大學凱克醫學院的研究人員開發了一種可以讓盲人的彩色視覺和清晰度得到改善的信號。有數以百萬計的人因退化性眼病而喪失視力。據悉，全球每4000人中就有一人患有遺傳性視網膜色素變性。現在，有新的技術可以為患有這種綜合症的人提供部分視力。

Argus II是世界上第一個視網膜假體，它複製了對視覺至關重要的眼睛部分的一些功能從而讓用戶感知運動和形狀。

雖然視網膜假體領域仍處於起步階段，但對於全球數百名用戶來說，“仿生眼”豐富了他們跟世界日常互動的方式。

當然，這僅僅是個開始。研究人員懷著雄心勃勃的目標，正在尋求這項技術對未來生活的改變。

“我們現在的目標是開發真正模仿視網膜複雜性的系統，”南加州大學凱克醫學院和南加州大學維特比工程學院的眼科學和電氣工程教授Gianluca Lazzi說道。

據悉，他和他的南加州大學同事通過利用先進的視網膜計算機模型展開了兩項最新研究並取得進展。他們經過實驗驗證的模型重現了眼睛中數百萬神經細胞的形狀和位置以及與它們相關的物理和網絡屬性。

研究人員通過專注於將視覺信息從眼睛傳輸到大腦的神經細胞模型得以確定未來視網膜假體設備可能增加清晰度和賦予色覺的方法。

通過理解計算機模型是如何改進仿生眼的，科學家們得以了解一些視覺是如何產生的以及假肢是如何工作的。

當光線進入健康的眼睛時，晶狀體將光線聚焦到眼睛後部的視網膜上。一種叫做光感受器的細胞會將光轉化為電脈衝，然後再由視網膜中的其他細胞處理。經過處理後，信號回被傳遞到神經節細胞，神經節細胞通過被稱為軸突的長尾巴將信息從視網膜傳遞到大腦，這些長尾巴則會捆在一起從而構成了視神經。

感光細胞和處理細胞在退行性眼病中死亡。視網膜神經節細胞通常會保持更長時間的功能，Argus II負責直接向這些細胞發送信號。

Lazzi表示：“在這些不幸的情況下，神經節細胞不再有良好的輸入。作為工程師，我們想知道如何提供這種電子輸入。”

患者需要接受一個帶有一系列電極的微小眼球植入物。當一副帶有攝像頭的特殊眼鏡傳輸信號時這些電極就會被遠程激活。攝像頭檢測到的光線模式決定了哪個視網膜神經節細胞被電極激活並向大腦發送一個信號，這能讓大腦感知到一個由60個點組成的黑白圖像。

在一定條件下，植入物中的電極會順便刺激鄰近目標的細胞軸突。對於仿生眼的使用者來說，軸突的這種偏離目標的刺激會導致他們感知到的是一個拉長的形狀，而非一個點。

研究人員在單細胞水平和在巨大的網絡中使用了兩種類型的視網膜神經節細胞模型。他們發現了一種短脈沖模式，其能優先以細胞體為目標而軸突的脫靶激活會變得較少。

《Scientific Reports》最近發表的另一項研究則將同樣的計算機建模系統應用於同樣的兩種細胞亞型，其被用以研究如何對顏色進行編碼。這項研究建立在早期的調查基礎上，這些調查顯示，使用Argus II的人感知到的顏色變化跟電信號頻率的變化有關。通過利用這個模型，Lazzi和他的同事開發了一種通過調整信號頻率來產生對藍色的感知的頻率。

除了在仿生眼睛中添加顏色視覺的可能性外，在基於該系統的未來發展中色彩編碼還將可以跟人工智能相結合從而使人周圍環境中特別重要的元素如臉部或門口脫穎而出。

“還有很長的路要走，但我們正在朝著正確的方向前進。我們可以賦予這些假肢智慧，知識帶來力量，”Lazzi說道。