Попытки стимуляции зрительной коры для возвращения незрячим людям способности видеть предпринимались уже давно. Но в течение 20 лет все эти попытки были неэффективными. Группе исследователей из Техаса удалось достичь цели, после понимания причины стольких поражений. В их исследовании слепые люди успешно различают формы, узнавая различные буквы. Работа опубликована в Cell.
Графический абстракт работы
Десятилетия ученые предпринимают попытки вернуть зрение слепым. Среди них – идеи стимуляции сетчатки, зрительного нерва, зрительной коры, если первые два звена повреждены. Все эти попытки были связаны с имплантацией в мозг пациентов электродов, формирующих сеть, подобную пикселям на экране. И для передачи визуального сигнала электроды возбуждались в соответствии с формой, которую пытались передать исследователи. Например, буквы. Но пациенты видели лишь неупорядоченные вспышки света.
Эта работа отличается тем, что исследовательская группа провела аналогию перцепции зрительной коры с тактильными ощущениями. В отсутствие неврологических нарушений, если человеку «нарисовать» пальцем на ладони букву, он, скорее всего, распознает ее. А вот если приложить «оттиск» буквы – вряд ли.
Таким же образом должна раотать и кора, решили ученые. И стали подавать электрические импульсы последовательно. И тогда пациенты, не имеющие зрения, смогли с высокой точностью выводить на экране буквы, показывать направление движения точки и узнавать даже достаточно трудноразличимые символы (к примеру, «с» и «перевернутая «с»).
Более того, варьирование силы тока в двух близлежащих электродах приводит к формированию так называемого «виртуального» электрода. То есть испытуемые видят не последовательность отдельных вспышек, а сигнальный трек.
Еще одним интересным открытием было то, что от силы тока, подаваемого на электрод, зависела яркость и четкость вспышки, которую видели пациенты. Таким образом, в перспективе, исследователи планируют манипулировать не только очертаниями, но и глубиной образов.
Сами исследователи считают, что эта технология имеет широчайший горизонт для развития, и, более того, имеет потенциал связи с искусственным интеллектом, что может стать прорывом в реабилитологии.
Текст: Дарья Тюльганова
Beauchamp et al., 2020, Cell 181, 774–783
May 14, 2020 Published by Elsevier Inc.
https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.033