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模型显示,像伊隆·马斯克的盲视这样的皮质植入物不太可能“超过正常人的视力”

埃隆·马斯克(Elon Musk)最近在X上宣布,一种用于恢复视力的皮质植入物Blindsight最初的分辨率很低,“但最终可能会超过正常人类的视力”。

University of Washington researchers created a computatio<em></em>nal model that simulates the experience of a wide range of human cortical studies, including an extremely high-resolution implant like Blindsight.

根据华盛顿大学的最新研究,这种说法充其量是不现实的。

第一作者、华盛顿大学心理学教授伊奥内·法恩(Ione Fine)表示,马斯克对最新神经连接项目的设想建立在一个有缺陷的前提上,即在大脑的视觉皮层(处理眼睛接收到的信息的区域)植入数百万个微小电极,将产生高分辨率的视觉。

在这项发表在《科学报告》网络版上的研究中,研究人员创建了一个计算模型,模拟了广泛的人类皮层研究的经验,包括像盲视这样的高分辨率植入物。一项模拟显示,分辨率为45000像素的猫电影非常清晰,但在视觉皮层植入45000个电极的模拟病人的经历的电影会让人觉得猫很模糊,几乎认不出来。

New research from the University of Washington created a computatio<em></em>nal model that simulated a wide range of human cortical studies. The image on the left was generated using 45,000 pixels. The one on the right — representative of high-resolution cortical implants like Elon Musk’s Blindsight — uses 45,000 electrodes.

费恩说,这是因为单个电极不能代表一个像素,而最多只能刺激单个神经元。

在电脑屏幕上,像素是微小的“点”。“但视觉皮层的情况并非如此。相反,每个神经元在一个被称为“接受野”的小空间区域内告诉大脑图像,并且神经元的接受野重叠。这意味着一个光点会刺激一个复杂的神经元群。图像清晰度不是由单个电极的大小或数量决定的,而是由大脑中成千上万的神经元表示信息的方式决定的。

“工程师通常认为电极产生像素,”费恩说,“但这根本不是生物学的工作原理。我们希望基于视觉系统简单模型的模拟能让我们深入了解这些植入物将如何发挥作用。这些模拟与工程师用计算机屏幕上的像素进行思考时的直觉非常不同。”

研究人员的方法是使用广泛的动物和人类数据来生成计算“虚拟病人”,这是第一次显示人类视觉皮层的电刺激是如何经历的。费恩说,对许多人来说,即使视力模糊也会改变他们的生活,但这些模拟——代表了视觉植入的最好情况——表明谨慎是适当的。

虽然费恩说马斯克在视觉植入的工程挑战上取得了重要的进展,但一个巨大的障碍仍然存在:一旦电极被植入并刺激单个细胞,你仍然需要重建一个神经密码——一个在成千上万个细胞上发射的复杂模式——来创造良好的视力。

“即使是为了达到典型的人类视觉,你不仅需要在视觉皮层的每个细胞上排列一个电极,而且还需要用适当的代码来刺激它,”Fine说。“这是非常复杂的,因为每个细胞都有自己的代码。你不可能刺激盲人体内的44000个细胞,然后说,‘当我刺激这个细胞时,画出你看到的东西。’要绘制出每一个细胞的图谱,确实需要数年时间。”

费恩说,到目前为止,科学家们还不知道如何在盲人身上找到正确的神经密码。

费恩说:“也许某天有人会在概念上取得突破,给我们罗塞塔石碑。”“也有可能存在一些可塑性,人们可以学会更好地利用错误的代码。但我自己和其他人的研究表明,目前还没有证据表明人们有很大的能力来适应错误的代码。”

如果没有这样的发展,盲视和类似的项目所提供的视觉将仍然是模糊和不完善的——无论电子技术多么先进。

目前,研究人员和公司可以使用研究中开发的模型来帮助现有设备的放置和新技术的开发,以及其他好处。美国食品和药物管理局(fda)和联邦医疗保险(Medicare)等机构也可以深入了解在评估设备时哪些测试是重要的。此外,这些模型为外科医生、患者及其家属提供了切合实际的期望。

费恩说:“许多人在晚年失明。“当你70岁的时候,学习作为一个盲人茁壮成长所需的新技能是非常困难的。抑郁症的发病率很高。他们可能会绝望地想要重见光明。失明并不会让人变得脆弱,但在晚年失明会让一些人变得脆弱。所以,当埃隆·马斯克说‘这将比人类的视觉更好’时,这是一个危险的说法。”

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