您能想象一个人看不见或几乎看不见周围世界的感觉吗？ 这种情况称为失明-由于眼睛本身，视神经或大脑中的病理性疾病而无法感知视觉刺激。 1972年，世界卫生组织（WHO）采用了以下定义：如果在最大矫正条件下中央视力的敏锐度不超过3/60，则将一个人视为盲人。 有了这种视觉，处于日光条件下并具有最大光学矫正功能的人就无法在3米的距离内对手指进行计数。
因此，在这种情况下，提出了对视网膜或视觉皮层进行电刺激的想法，提出了一种通过作用机制模仿电信号传输实际过程的假体。
电子植入物有多种选择，每年都有新的想法出现，但“仿生眼”一词本身是由斯坦福大学的员工Daniel Palanker及其研究小组“生物医学和眼科技术”开发的。
2017年7月，在俄罗斯对一名患者进行了Argus II仿生眼模型的植入（顺便说一句，该模型是唯一具有欧盟品牌但未在俄罗斯获得认证的模型）。 我们从电视广播的所有来源都听到了-现在，一个人将能够像以前一样看到世界。 数百人要求仿生眼，还有一些人要求“植入”芯片以获得超视力。
那么，我们今天拥有什么，在失明之后看到世界的梦想能够成真吗？
零售修复体的生物学方面
仿生假体被称为人体各部分的可植入元件，其外观和功能与这些器官或四肢相似。 如今，仿生的手臂，腿部，心脏和听觉器官已成功地帮助了人们一生。 创建电子眼的目的是帮助视障人士解决视网膜或视神经问题。 植入的设备代替受损的视网膜，即使不是100％，也应替换数百万个眼睛的感光细胞。
用于眼睛的技术类似于用于帮助聋人听力的听觉假体中使用的技术。 多亏了它，患者不太可能失去残余的视力，而那些失去视力的人则能够看到光线，并且至少具有一定的自主导航能力。
技术方面
电子眼的一般动作原理如下：在特殊的眼镜中内置微型相机，从中将有关图像的信息传输到设备，设备将图像转换为电子信号，然后将其发送到特殊的发送器，后者再将电子信号发送到植入的眼睛或大脑接收器，或者信息通过细线传输到与眼睛视网膜相连的电极，它们通过向大脑发送电脉冲来刺激视网膜的其余神经 切断视神经。 该设备旨在补偿视力完全或不完全丧失的视觉损失。
系统成功运行的主要条件：
- 患者的眼睛和大脑中存在一部分活神经细胞。
- 患者应该是曾经正常看过的人，因为出生时失明的人将无法使用此类设备。 适合长期看过并具有丰富视觉体验的人。 结果，他们看不到东西，但是对对象有了想法，并猜测它是哪种对象。 简而言之，必须开发大脑皮层并拥有足够的智力。
- 而且，当然，芯片中的像素越多，生成的图像越清晰。
- 长期运行-没有人知道这些设备的使用期限。 在德国，第一次植入仿生眼的结果是，一年后所有患者都摘除了它们。 甚至那些看到了东西的人。 这甚至是在德国媒体上写的。
- 技术充电方式。 现在，它们以感应原理工作，而不是依靠电池工作。 像电动牙刷一样充电。
- 在此过程中，应解决氧化，加热等问题。 例如，植入后的孔结构可以使视网膜神经细胞通过腔自动从光电传感器的上表面和下表面流动并连接，以及减少像素的发热并增加其数量。
修复体的显微外科
这些是最广泛的操作。 例如，如果您描述植入视网膜下（位于视网膜下方）的仿生眼，则需要完全提起视网膜，然后进行广泛的视网膜切除术（切除部分视网膜），然后将该芯片安装在视网膜下，然后用视网膜指甲缝制视网膜，用激光凝固的方法将视网膜胶粘，然后填充硅油。 硅胶填塞是必要的，否则PVR（增生性玻璃体视网膜病变）将立即出现并发生脱离。 是的，也不应有自己的镜片，或者必须事先用人造镜片更换。
操作时，需要使用带有柔软硅胶尖端的专用工具。 这是一个完全困难的手术，此外，还需要口腔外科医师或耳鼻喉科医师-他们将电极从皮肤中带出。 事实证明，这样的设备-眼睛内部的芯片，以及在这种设备的手中，手机的大小可以改变信号强度，可以连接到皮下电极。 手术期间的眼科医生外科医生是不够的-您需要其他学科的帮助，手术需要长达6个小时。
假肢的经济方面
- 首先，它很昂贵。 仅该设备的成本约为15万美元，即近850万卢布。 一个这样的病人的整个治疗可以达到一千万卢布。 这是Argus II的模型。 如今，在某些国家/地区，例如在德国，此操作由保险支付。
- 参与全球开发和生产的公司依靠政府补贴和赠款生活。 太好了-应该支持这些事情，否则就没有发展。
- 俄罗斯以下列出的任何设备均没有证书。
假肢的医学方面
1.结果相当适度-手术后，这种人不能被称为有视力的人，他们看到的最大值为0.05，即 他们可以看到轮廓并确定阴影移动的方向，根本不区分颜色，只能区分那些可以从旧的“有眼光”的生活中记住的颜色，例如：“啊哈-可能是香蕉，因为它是半圆形的”。 他们看到有什么东西在移动，他们可以猜测这是一个人，但是他们的面孔无法分辨。
2.仿生眼可以从哪些疾病中受益？
首批患者是色素性视网膜炎，这种疾病主要是感光细胞的消失和继发的视神经萎缩。 在俄罗斯，有20至3万名此类患者，而在德国，只有几千名。
其次是患有地理萎缩性黄斑变性的患者。 这是与年龄相关的极为常见的眼部病理。
第三是青光眼患者。 青光眼尚未得到治疗，因为在这种情况下视神经萎缩是原发性的，因此传输方法应有所不同-绕过视神经。
糖尿病是最难解决的问题。 治疗视网膜中的糖尿病变化的方法之一是在整个表面上进行激光凝结。 经过这样的程序，由于激光凝结，在技术上不可能使视网膜升高-这导致“筛子”。 如果不使用激光进行治疗，情况也不会更好：通常情况下，眼睛是如此受损，以至于在这种情况下植入是无用的。
3.不幸的是，当前的仿生眼原型无法让人们看到我们所看到的周围世界。 他们的目标是在没有外部帮助的情况下独立行动。 这项技术的大规模使用仍然遥遥无期，但科学家将为失去视力的人们带来希望。
当前的“仿生眼睛”项目
在过去的几十年中，来自不同国家的科学家一直在研究仿生电子眼的想法。 每次技术改进时，都没有人将其产品提交给市场以供大量使用。
1.阿格斯视网膜假体
阿格斯视网膜假牙是美国的一个商业化程度很高的项目。 在第一个模型中，它是由一组研究人员在1990年代初期开发的：来自巴基斯坦，眼科医生Mark Hameyun，Evgen Deyan，工程师Howard Phillips，生物工程师Ventai Lew和Robert Greenberg。 Second Sight在1990年代后期发布的第一个模型共有16个电极。
Mark Hameyun在2002年至2004年期间对6名因色素性视网膜炎导致视力丧失的患者进行了第一版仿生视网膜的现场试验。 色素性视网膜炎是一种无法治愈的疾病，人无法看见。 每三千五千人中就有一个被观察到。
Argus II室外机的视图植入仿生眼的患者不仅具有区分光和运动的能力，而且还具有识别茶杯或小刀大小的物体的能力。
测试设备得到了改进-代替了16个光敏电极，而是在其中安装了60个电极，并将其命名为Argus II。 2007年，在美国和欧洲4个国家的10个中心开始了一项多中心研究-共有30位患者。 2012年，Argus II在欧洲获得商业使用许可，一年后的2013年-在美国。 在俄罗斯没有允许。
时至今日，这些研究都得到了州政府的资助，在美国有三项研究-国家眼科研究所，能源部和国家科学基金会，以及许多研究实验室。
看起来像是视网膜表面的碎屑2.基于微系统的视觉假体（MIVP）
假体模型由卢旺大学（University of Louvain）的克劳德·维拉（Claude Veraart）设计，其形式是围绕在眼后视神经周围的螺旋形电极套。 它与植入颅骨小窝的刺激器相连。 刺激器从外部摄像机接收信号，该信号转换为直接刺激视神经的电信号。
MIVP计划3.植入式微型望远镜
实际上，该设备不能称为“视网膜假体”，因为该望远镜被植入眼睛的后房，就像放大镜一样工作，可将视网膜图像放大2.2或2.7倍，从而减少了对视野中央部分对家畜（盲点）的影响。 由于望远镜的存在会损害周边视力，因此只能植入一只眼睛。 第二只眼睛对周围起作用。 通过较大的角膜切口植入。
顺便说一下，在其他Shariott人工晶状体中使用了相似的原理。 我在俄罗斯植入这些镜片的经验最丰富，患者对结果感到满意。 在这种情况下，首先要进行白内障超声乳化手术。 尽管这当然不是100％的仿生眼。
在以前的帖子中对此有更多的了解：
眼后房伸缩系统4.图宾根MPDA项目Alpha IMS
1995年，蒂宾根大学眼科医院开始研发视网膜下视网膜假体。 带有微光电二极管的芯片被放置在视网膜下，该芯片感应光并将其转换为电信号，像完整视网膜的感光器中的自然过程一样，刺激神经节细胞。
当然，感光器的灵敏度比人工光电二极管高很多倍，因此它们需要特殊的放大。
在2000年开始了对微型猪和兔子的第一个实验，作为临床试验研究的一部分，仅在2009年就向11名患者植入了植入物。 最初的结果令人鼓舞-大多数患者能够区分白天和黑夜，有些甚至可以识别物体-杯子，勺子，监控大物体的运动。 顺便说一句，这些患者的命运更加悲惨-对于所有参加实验的人，即使是那些看到了东西的人，根据已签署的协议，“仿生眼”都被摘除，他们恢复了原始状态。
迄今为止，由德国Retina Implant AG制造的Alpha IMS具有1,500个电极，尺寸为3×3 mm，厚度为70微米。 在视网膜下安装后，这几乎使所有患者都能获得一定程度的光感恢复。
从技术上说，在德国，这种复杂的操作只能在三个中心完成：在亚琛，蒂宾根和莱比锡。 结果，这是由所谓的科隆学校的外科医生完成的，他是玻璃体视网膜外科医生海涅曼教授的学生，不幸的是，他很早就死于白血病，但他的所有学生都成为了蒂宾根，莱比锡和亚琛的系主任。
这组科学家交流经验，共同开展科学发展，这些外科医生（在亚琛-沃尔特教授（这是他的姓氏，在蒂宾根-巴茨-施米茨教授））拥有使用仿生眼工作的经验最多，因为在这种情况下，7-8 -10植入被认为是很棒的经验。
眼底的Alpha IMS5.哈佛/麻省理工学院的视网膜植入物
马萨诸塞州的约瑟夫·里佐（Joseph Rizzo）和约翰·怀亚特（John Wyatt）于1989年开始探索创建视网膜假体的可能性，并在1998年至2000年之间对盲人志愿者进行了刺激试验。 如今，这是创建一种微创无线视网膜下神经刺激器的想法，该神经刺激器由放置在视网膜下空间中视网膜下方并从安装在副眼镜上的照相机接收图像信号的大量电极组成。 刺激芯片对来自摄像机的图像数据进行解码，并分别刺激视网膜神经节细胞。 第二代假体收集数据并将其通过射频场从安装在眼镜上的发射器线圈中传输到植入物。 辅助接收器线圈缝在虹膜周围。
MIT视网膜植入模型
6.人工硅视网膜（ASR）
Alan Chow和Vincent Chow兄弟开发了一个包含3500个光电二极管的微芯片，这些光电二极管可检测光并将其转换为刺激视网膜健康神经节细胞的电脉冲。 “人造硅胶视网膜”不需要使用外部设备。 ASR微芯片是直径为2 mm（与计算机芯片中的概念相同）的硅芯片，厚25微米，包含约5000个称为“微光电二极管”的微型太阳能电池，每个太阳能电池都有自己的激励电极。
ASR电路
7.光伏视网膜假体
斯坦福大学的丹尼尔·帕兰克（Daniel Palanker）和他的团队开发了一种光伏系统，这也是“仿生眼”。 该系统包括视网膜下光电二极管和安装在视频眼镜上的红外投影图像系统。
来自摄像机的信息在设备中进行处理，并显示在脉冲红外（850-915 nm）视频图像中。 IR图像通过眼睛的自然光学系统投射到视网膜上，并激活视网膜下植入物中的光电二极管，从而将光转换为每个像素中的脉冲双相电流。
通过增加由可植入电源的射频驱动器提供的总电压，可以进一步增加信号强度。
电极和神经细胞之间的相似性是刺激高分辨率所必需的，可以利用视网膜迁移的作用来实现。
帕兰克尔模型8.仿生视觉澳大利亚
由安东尼·伯基特（Anthony Burkitt）教授领导的澳大利亚团队正在研发两种视网膜假体。
Wide-View设备结合了新技术和已成功用于其他临床植入物的材料。 这种方法包括一个带有98个刺激电极的微芯片，旨在增加患者的活动能力，以帮助他们在环境中安全移动。 该植入物将被放置在脉络膜上腔中。 该设备的首例患者测试始于2013年。
Bionic Vision Australia是具有1,024个电极的微芯片植入物。 将该植入物放置在脉络膜上腔中。 每个原型都由一副连接在眼镜上的照相机组成，该照相机将信号发送到植入的微芯片，在微芯片中将其转换为电脉冲，以刺激剩余的健康视网膜神经元。 然后，此信息将传输到视神经和大脑处理中心。
澳大利亚研究委员会于2009年12月向澳大利亚仿生视觉基金会提供了4,200万澳元的赠款，该财团于2010年3月正式成立。 Bionic Vision Australia汇聚了一个多学科团队，其中许多人在开发医疗设备（例如“仿生耳”）方面拥有丰富的经验。
澳大利亚仿生视觉模型得益于来自仿生学研究所（澳大利亚墨尔本）的研究人员和evok3d在仿生眼上的研究，患有视网膜色素营养不良和与年龄相关的分子变性的人从长远来看将能够恢复视力。
为了进行修复程序，必须保留患者体内剩余的神经节细胞，健康的视神经和大脑皮层的健康视区。在这种情况下，一个人有机会重新获得视线。为了制造眼睛的原型以及铸造模具，来自仿生学研究所的科学家们转向了专门从事3D服务的公司Evok3d，并使用ProJet 1200 3D打印机打印了“人造眼睛”。打印仅用了四个小时。在3D打印问世之前，ProJet 1200的原型就已经花了数周甚至数月的时间。这就是3D打印加速研发和生产过程的方式。仿生视觉系统包括将无线电信号传输到位于眼睛后方的微芯片的照相机。这些信号变成电脉冲，刺激视网膜和视神经中的细胞。然后它们被传输到大脑皮层的视觉区域，并转换为患者所见的图像。9.多贝利之眼
除了刺激性微电路外，其功能与哈佛大学/麻省理工学院的设备（6）相似，该电路直接植入初级视觉皮层的大脑中，而不植入视网膜中。植入物的第一印象还不错。即使在开发阶段，也就是多贝尔（Dobel）逝世后，还是决定将该项目从商业项目转变为国家资助的项目。Dobelle眼图10.皮质内视觉假体
芝加哥伊利诺伊理工学院的神经假体实验室正在使用皮层内电极开发视觉假体。原则上，类似于Dobel系统，皮质内电极的使用可以显着提高刺激信号的空间分辨率（每单位面积更多的电极）。另外，正在开发无线遥测系统以消除对经颅（颅内）线的需求。涂有一层活化氧化铱膜（AIROF）的电极将被植入位于大脑枕叶的视觉皮层中。室外单元将捕获图像，对其进行处理并生成指令，然后将其通过遥测链路传输到植入的模块。该电路解码指令并刺激电极，进而刺激视觉皮层。该小组正在开发用于外部图像捕获和处理系统的传感器，以配合系统中内置的专用可植入模块。目前正在进行动物研究和人类心理生理研究，以测试植入志愿者的可行性。硬币背景上的芯片合计
现在一切都处于阶段，即使不是初级阶段，也处于次级发展阶段，以至于没有关于大规模开发和解决所有问题的讨论。进行手术的人很少，无法谈论批量生产。目前，这仍处于发展阶段。最初的工作开始于20多年前。在2000-2001年间，对老鼠的研究开始出现。目前，我们已经在人类中获得了第一个结果。这样的速度。虽然发生了严重的事情，但可能还会再过二十年。我们处于非常非常早期的阶段，在此阶段会产生第一个积极影响-识别轮廓，光线，根本不识别-直到他们可以预测出谁会帮忙，谁会帮不上忙。从事这些实验的外科医生要数手指。植入一个假体仅用于广告目的。这些工作应由有机会在一个项目团队的框架下每年进行100-200次操作的人员执行，以便出现临界数量。然后，将了解何时可以预期效果。此类方案应由预算或专门基金资助。尽管还没有完美的模型，但所有现有模型都需要改进，科学家认为，将来电子眼可以取代视网膜细胞的功能，并帮助人们获得最轻微的视力，例如色素性视网膜炎，黄斑变性，老年性失明和青光眼。如果您对如何使用技术恢复人们的视力有自己的想法（尽管仍然很难实施），我们建议在下面进行讨论。在以下文章中，还将介绍有关仿生隐形眼镜的故事，即编辑基因组的潜力，以及如何通过植入大脑的某种物质听到颜色。