Искусственное зрение: как видят люди с бионническими глазами — Код НЛО | UFO code

Визуальные протезы или «бионические глаза» обещают дать искусственное зрение для людей с ослабленным зрением, которые раньше могли видеть.

Искусственное зрение: как видят люди с бионническими глазами

Искусственное зрение: как видят люди с бионническими глазами

Визуальные протезы или «бионические глаза» обещают дать искусственное зрение для людей с ослабленным зрением, которые раньше могли видеть. Устройства состоят из микроэлектродов, хирургически размещенных внутри или вблизи одного глаза, вдоль зрительного нерва (который передает импульсы от глаза к мозгу) или в мозг.

Микроэлектроды стимулируют части зрительной системы, которые все еще функционируют у чедлвека, который потерял зрение. Они делают это, используя крошечные электрические импульсы, аналогичные тем, которые используются в бионическом ухе или кохлеарном имплантате.

Электрическая стимуляция живых нейронов воспринимается человеком как небольшое пятно света, называемых фосфенами. Фосфен - это явление переживания видимого света без света, фактически входящего в глаз - как цвета, которые вы можете видеть, когда закрываете глаза.

Эти фосфены у человека с бионическим глазом могут быть использованы для отображения визуальной сцены. Таким образом, видение бионического глаза не похоже на естественный вид. Это серия мигающих пятен и фигур, которые человек использует для интерпретации своей среды посредством обучения - что-то вроде мигающей мозаики.

В настоящее время видение, созданное бионическим глазом, является очень простым и может использоваться для таких задач, как определение местоположения объекта, обнаружение человека или поиск дверного проема. Исследователи надеются, что будущие приборы бионического глаза будут обеспечивать более высокое разрешение, но у этого есть свои проблемы.

Как работает бионический глаз

Бионный глаз преобразует изображения с видеокамеры (слева внизу) в высококонтрастное представление (изображение по середине), из которых часть выбирается для дальнейшей обработки. Это сине-заштрихованная область ниже, соответствует уменьшенному полю зрения обычного бионного глаза.

Левая - видеокамера; Среднеконтрастное представление; Право - дальнейшая обработка

Что на самом деле видят пациенты

Мы знаем на основе опыта наших Мельбурнских пациентов, что активность на электродах рассматривается как серия ярких вспышек, а не как устойчивое восприятие. Таким образом, мир вспыхивает всплесками света, предназначенными для передачи основной формы - например, высоты и ширины и приблизительного местоположения объекта перед камерой. Другие получатели заявили, что это было так:

Глядя на ночное небо, где у вас есть миллионы мигающих огней, которые почти похожи на хаос.

Получатели должны использовать эти не постоянные вспышки для интерпретации изображения камеры. Поле зрения (объем наблюдаемого мира) невелико - около 30 градусов в ширину или один диапазон руки на расстоянии вытянутой руки - поэтому получатели должны иметь хорошую память, чтобы соединить изображение целиком.

Усовершенствования для внешней камеры и обработки видео могут помочь. Например, камеры, чувствительные к расстоянию, могут выделять препятствия, такие как мусорный ящик на тротуаре, а тепловые камеры могут выделять человеческие формы. В настоящее время наилучшие результаты в значительной степени зависят от участия и реабилитации пациентов.

Кто получает бионический глаз?

Тип бионического глаза может варироватся для пациентов в зависимости от причины потери зрения. Ретинальные бионические глазные имплантаты помещаются в глазное яблоко и подходят только для людей, которые потеряли свое зрение от конкретных заболеваний, таких как наследственные типы дегенерации сетчатки, известные как пигментный ретинит и возрастная дегенерация желтого пятна.

На сегодняшний день только люди с дегенеративными заболеваниями сетчатки имеют право на получение бионического глаза. Для коммерческого использования были одобрены три биологических глаза сетчатки: Argus II, разработанный в США, Alpha-AMS в Германии и IRIS V2 во Франции.

Мы провели клиническое испытание с тремя людьми в период между 2012 и 2014 годами, используя новое устройство, разработанное в Мельбурне, Австралия. Это устройство может иметь более безопасный хирургический профиль, чем существующие бионические глаза, поскольку они имплантируется на заднюю часть глаза, а не внутри глаза.

До операции пациенты в Мельбурне не смогли бы увидеть своих руку, размахивая перед лицом. С помощью бионического имплантата глаза они смогли найти предметы на столе и перемещаться по объектам на своем пути во время ходьбы, демонстрируя, что имплантат может обеспечить полезную визуальную информацию в реальном мире. Мы готовимся к испытанию имплантата второго поколения в следующем году. Это все ретинальные имплантаты и в основном используются для людей с пигментной сеткой ретинита.

Имплантат сетчатки состоит из микроэлектродов в глазу. Внешняя стеклянная видеокамера захватывает изображения, которые отправляются на микроэлектроды через имплантируемый стимулятор (показано здесь выше уха). Институт бионики, автор предоставил (нет повторного использования)

Имплантаты, помещенные либо на зрительный нерв, либо непосредственно в мозг, могут быть полезны людям с более широким спектром состояний, таких как травма или глаукома. Устройства для этих конкретных условий все еще находятся в стадии исследования, но, как ожидается, в ближайшем будущем будут проходить клинические испытания на человеке.

Качество зрения с имплантатом сетчатки сильно зависит от остаточного здоровья глаз пациента и способности интерпретировать созданные фосфены. Имплантированные электроды нацелены на репликацию функции отсутствия светочувствительных клеток (фоторецепторов). Но для взаимодействия электродов должны существовать жизнеспособные живые нейроны.

Другим осложняющим фактором является то, что в сетчатке существует множество нейронов, но электроды слишком велики, чтобы избирательно ориентироваться на отдельные типы. По этой причине бионические глаза не могут воспроизвести ощущение цвета. Фактически, искусственное зрение сильно отличается от обычного зрения и требует многого.

Можно ли улучшить качество изображения?

В настоящее время существует несколько подходов к улучшению качества изображения. Один из них заключается в увеличении количества имплантированных микроэлектродов и их уменьшений в размерах, что позволяет им нацеливаться на селективные нейроны для более независимых «пикселей» и большего разрешения. Появления нового нанотехнологического материала, который смог бы позволить электродам быть достаточно маленькими, чтобы обеспечить высокое разрешение.

Другой метод заключается в том, чтобы усовершенствовать модели электростимуляции, чтобы лучше сосредоточиться на стимуляции для активации кластеров нейронов меньшего размера. Мы также можем искусственно увеличить разрешение, создав «виртуальные электроды», где электрический ток делится между двумя или более электродами. Эти новые методы стимуляции могут улучшить стабильность, уменьшить размытость и, возможно, даже обеспечить рудиментарный контроль над цветом.

В конечном счете, исследователи стремятся понять и имитировать нейронный код, который сетчатка использует для общения с мозгом. Если модель стимуляции фоторецепторов может быть воспроизведены, то правильное сообщение будет передано в мозг. Результирующее зрение станет значительно более естественным.

Объединив эти методы можно достичь уровня зрения которое может позволить пациентам самостоятельно передвигаться без использования собаки-поводыря или трости. Позволяло бы распознать повседневные предметы или даже эмоции на лицах близких. Что касается того, какой подход в конечном итоге осуществим, скажет только время. Одно несомненно, что бионические глаза со временем улучшатся.

Источник: pionic.org

Нравится
Не нравится
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!

Другие новости

Лекарь из иного мира

Туманная фигура слегка покачнулась в дверях, и из её горящих глаз ударили в Бориса два луча света." Конец сентября 1991 года. Самое начало бабьего лета. Город Батайск Ростовской области. Семь часов вечера.

Зачем прилетают НЛО?

Считается, что впервые загадочные объекты в воздухе, ныне всем известные НЛО, были достоверно зарегистрированы в годы Второй мировой войны. 14 октября 1943 года во время бомбежки немецкого города

Похищаемые и их свидетельские показания

Я понимаю, что интеграция пришельцев в человеческое общество звучит смешно. Идея, что чужеродно/человеческие гибриды живут на Земле, по природе нелепа. Моим любимым вопросом во время интервью был

Авторизация

Поделиться ...