日本将临床应用人造视网膜(脑部植入电极的主要功能)

日本大阪大学医学院教授瓶井资弘等人近日开始了一项人造视网膜的临床试验，该试验需要向接近失明的患者眼内植入电极。据称，接受试验的第一例患者的视力恢复到了能够辨别物体形状的程度。研究团队预定在6月实施第二例手术。在确认安全性与治疗效果后，计划在2018年得到日本厚生劳动省批准的基础上，投入实际临床应用。

这项临床试验的对象为“视网膜色素变性症”患者。在患者眼球后侧植入电极，对仍存活的视网膜细胞等施加电刺激。

人造视网膜的工作原理是，利用安装在眼镜上的摄像头拍摄影像，通过可挂于腰上的装置将影像转变为电信号。该信号再通过耳后的装置传至已植入的电极，并借助对视网膜的刺激将视觉信号转达至大脑，最终形成视觉。人造视网膜目前在美德等国已投入临床应用。

研究团队1月末将人造视网膜植入了第一例患者眼中。手术前该患者仅能识别明暗，但在术后，患者不仅能够抓住眼前的长棒，还能识别出长棒运动的方向。在2015~2016年度，大阪大学计划与企业以及其他大学合作，以10~15位患者为对象，开展正式的临床试验。

视网膜色素变性症会导致视觉细胞减少。日本国内约有1万人以上的患者。人造视网膜无法使接近失明的患者恢复到正常人的视力，但至少能改善至识别物体形状等，使患者的日常生活变得方便。

脑部植入电极的主要功能

大脑活动伴随着神经元放电产生，而神经科学和神经工程研究需要研究大脑神经元的电活动情况，以了解大脑产生、传输和处理信息的机制。植入式微电极阵列作为一种传感器件，是时间分辨率最高的神经电活动传感手段之一，可以在尽量不损伤神经系统的前提下，记录神经系统甚至单个神经元的动作电位。

如果可以记录大脑运动输出中枢的神经电信号活动，了解其信号特点与运动模式之间的对应关系，就可以通过脑电直接控制外部设备做出相应的动作。通过这个方式，截瘫病人可以使用脑电信号控制不同的机械电子设备完成不同的日常活动，这一技术通常被称为脑-机接口。

另一方面，神经元在接受电极的电刺激信号时，可以被激活或活动受到抑制，这一过程一般称为调控。通过神经电极，可以对大脑特定区域或外周神经施加电刺激，抑制不正常的神经发放，用以治疗帕金森病或慢性疼痛等疾病；也可以使用经过视觉和听觉调制的编码信号刺激视觉神经和听觉神经，部分修复受损的听觉和视觉，这一技术通常也被称为人工耳蜗或人造视网膜。

这些只是应用在临床上的一些应用，事实上，科研人员在实验室内利用微电极在动物身上已经实现了很多不可思议的功能。比如通过在大鼠脑袋中植入刺激电极来操控大鼠的左右转向及前进，从而控制大鼠的运动轨迹，实现大鼠机器人的功能，这方面国内浙大的研究团队做的比较多。另外，还有其他人通过将植入大鼠脑内的记录、刺激电极与人工智能整合在一起，使得大鼠的学习能力得到了很大的提升。?

无论是脑-机接口中使用的记录电极还是人工耳蜗中用刺激电极，其功能是实现神经系统与外部电子系统之间的信号交换和传递，因此神经电极也是神经科学家了解神经系统活动，研究大脑工作机制的重要工具。

不过由于微电极的制作工艺要求非常高，我们国内使用的大部分产品都是从国外买来的。好在近几年国内的一些优秀的公司团队也在开发这方面的产品，比如清华团队在临床上用于治疗神经系统疾病的刺激电极，以及郑大团队（科斗脑机）开发出在大小动物上应用的多通道微丝电极阵列（记录电极以及刺激电极）。相信随着中国国内整体科研能力逐渐提升，尤其最近提出的脑科学计划，以后会有越来越多这样的产品及公司的。

视网膜那么重要却也脆弱，有没有人工视网膜？

现在暂时还没有人工的视网膜，但是我们的科学家正在不停的做研究，不过也是因为视网膜太重要了，容不得一点差池。必须技术完善才能公诸于世，让更多的人重见光明。

随着现代社会的进步，我们眼睛需要承受的东西大大增多，而且高强度的工作和大量的作业都会压迫我们的视网膜，很多人年纪轻轻就近视或者换上了眼科疾病。虽然已经有很多的手术可以治疗白内障或者青光眼之类的病痛。近视也可以带上眼镜，但是这些手术都是外部的矫正。如果要彻底矫正我们的眼部疾病，那还是需要视网膜的重建。因为只有这样，我们才能从最根本的地方解决，看不清、看不明白，看不见的问题。

但是这是一条任重而道远的道路，并不是可以随随便便成功的，我们可以从很多的科学刊物中。看见确实有特别多的研究团队在研究这一课题。而且前段时间在《自然》刊物上面也发表了这一课题在研究中，但是取得的进步很少。这是生物界一个难以攻破的课题，但是我相信经过科学家的努力一定能成功。

因为人的视网膜并不是一片像直立的晶片。他是弯曲的，是贴合着我们的眼球的，不是随随便便一块晶体就可以成为我们的人工视网膜的材料，它需要经过材料的选择和一次一次的实践，必须能让它达到最佳效果，这样才能在看到东西的时候大脑就做出反应，不会说现延迟传输的发生。所以虽然已经有科学家研究出来了仿生眼，但是他还是达不到像我们人类自身的视网膜一样，能有迅速的反应和真实的情景感。

所以视网膜的研究就变得更加的艰难，他不仅仅是科学家和人工视网膜的战斗，更是我们普通人的战争，我们在平时就应该注意用眼卫生，保护自己的眼睛。

请问一下生物计算机的原理？

生物计算机的原理是信息以波的形式传播，当波沿着蛋白质分子链传播时，会引起蛋白质分子链中单键、双键结构顺序的变化，开始计算。

其主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。生物芯片比硅芯片上的电子元件要小很多，而且生物芯片本身具有天然独特的立体化结构，其密度要比平面型的硅集成电路高五个数量级。

生物计算机能够如同人脑那样进行思维、推理，能认识文字、图形，能理解人的语言，因而可以成为人们生活中最好的伙伴，担任各种工作，如可应用于通讯设备、卫星导航、工业控制领域，发挥它重要的作用。

美国贝尔实验室生物计算机部的物理学家们正在研制由芯片构成的人造耳朵和人造视网膜，这项技术的成功有望使聋盲人康复。

生物电脑的成熟应用还需要一段时间，但是科学家已研制出生物电脑的主要部件———生物芯片。美国明尼苏达州立大学已经研制成世界上第一个“分子电路”，由“分子导线”组成的显微电路只有目前计算机电路的千分之一。

扩展资料

科学家通过对生物组织体研究，发现组织体是由无数的细胞组成，细胞由水、盐、蛋白质和核酸等有机物组成，而有些有机物中的蛋白质分子像开关一样，具有“开”与“关”的功能。

因此，人类可以利用遗传工程技术，仿制出这种蛋白质分子，用来作为元件制成计算机。科学家把这种计算机叫做生物计算机。

生物计算机主要是以生物电子元件构建的计算机。它利用蛋白质有开关特性，用蛋白质分子作元件从而制成的生物芯片。

其性能是由元件与元件之间电流启闭的开关速度来决定的。用蛋白质制成的计算机芯片，它的一个存储点只有一个分子大小，所以它的存储容量可以达到普通计算机的十亿倍。

由蛋白质构成的集成电路，其大小只相当于硅片集成电路的十万分之一。而且运行速度更快，只有1×10^(-11)秒，大大超过人脑的思维速度。

-生物计算机

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