Wie wird Musk Blinden helfen, wieder „Licht“ zu sehen?

Anmerkung des Herausgebers: Das Implantieren elektronischer Geräte in das Gehirn ist keine Science-Fiction-Plot mehr. Verschiedene Technologien und Fälle sind nach und nach Realität geworden, und künstliches Sehen ist die nächste Richtung bei Gehirnimplantaten.

Nicht nur Musks Gehirn-Computer-Schnittstellenunternehmen Neuralink, sondern auch Forschungsinstitute und Unternehmen auf der ganzen Welt führen entsprechende Experimente durch, um Sehbehinderten durch Gehirnimplantate Sehvermögen zu ermöglichen.

Diese Technologien sind alle ähnlich: Sie überspringen die Augäpfel und Sehnerven und senden visuelle Signale über Elektroden direkt an das Gehirn.

Obwohl sich diese Technologie noch in einem frühen Stadium befindet und die visuelle Bildqualität noch relativ rau ist, bringt sie zweifellos „Licht“ für die sehbehinderte Gruppe.

Hier der zusammengestellte Inhalt:

Springe über die Augen und erhalte das Licht zurück

Brian Bussard hat 25 winzige Chips in seinem Gehirn.

Bei den im Februar 2022 installierten Chips handelt es sich um eine Reihe drahtloser Geräte, die blinden Menschen grundlegende Sehfähigkeiten ermöglichen, und Bussard ist der erste Teilnehmer, der die Geräte testet.

Der 56-jährige Bussard verlor im Alter von 17 Jahren aufgrund einer Netzhautablösung das Sehvermögen auf dem linken Auge und erblindete 2016 auf dem rechten Auge vollständig. „Es war das Schlimmste, was ich je erlebt habe“, sagte er Er gewöhnte sich schließlich daran, im Feld zu arbeiten und im Dunkeln zu überleben.

Im Jahr 2021 hörte Bussard von einem visuellen Prothesenexperiment am Illinois Institute of Technology in Chicago. Die Forscher warnten ihn, dass das Gerät experimentell sei und dass die Sehfähigkeit wahrscheinlich nicht auf das vorherige Niveau zurückkehren werde.

Dennoch entschied sich Bussard, sich anzumelden. Jetzt verlässt sich Bussard auf diese 25 kleinen Chips, um eine sehr begrenzte Sicht auf Menschen und Objekte in der Außenwelt zu haben. Er beschrieb:

Wie ein Fleck auf einem Radarschirm.

Bussard ist einer der wenigen sehbehinderten Menschen auf der Welt, die eine Gehirnoperation riskieren, um eine Sehprothese zu erhalten. Ähnliche Experimente wurden an der Universität Miguel Hernandez in Elche, Spanien, durchgeführt, wo Forscher vier Personen ähnliche Systeme implantierten.

Um zu verstehen, wie diese elektronischen Geräte Sehbehinderten Licht bringen können, müssen wir zunächst die Prinzipien der Augapfelbildgebung verstehen.

Wenn Licht in das Auge eindringt, passiert es zunächst die Hornhaut und die Linse, die äußeren und mittleren Schichten des Auges. Wenn das Licht die Netzhaut im hinteren Teil des Auges erreicht, wandeln Zellen, sogenannte Photorezeptoren, es in elektrische Signale um, die durch die Optik gelangen An das Gehirn weitergeleitet, interpretiert das Gehirn diese elektrischen Signale in die Bilder, die es sieht.

Die meisten Sehbehinderungen werden durch eine Schädigung der Netzhaut oder des Sehnervs verursacht, was dazu führt, dass die Augen nicht richtig mit dem Gehirn kommunizieren können.

Das Prinzip des Implantats besteht darin, die Augen und den Sehnerv vollständig zu umgehen und Informationen direkt an das Gehirn zu senden. Daher ist es theoretisch möglich, jede Ursache von Blindheit durch Implantate zu beheben, unabhängig davon, ob es sich um eine Augenkrankheit oder ein Trauma handelt.

Der spezielle Gehirnbereich, der für die Kommunikation mit den Augen und die Verarbeitung der von den Augäpfeln gesendeten Informationen verantwortlich ist, wird als visueller Kortex bezeichnet. Er befindet sich im Hinterkopf und bietet Komfort für implantierte elektronische Geräte.

Bei diesen 25 Chips handelt es sich tatsächlich um miniaturisierte Stimulatoren, die etwa die Größe eines Radiergummis haben und 16 winzige Elektroden enthalten, die dünner als ein Haar sind. Insgesamt verfügt Bussard über 400 Elektroden in sein Gehirn implantiert.

Ein Paar an der Brille montierter Kameras erfasst für Bussard die Umgebung. Die aufgenommenen Bilder werden mit einer speziellen Software verarbeitet und in Befehle umgewandelt, die mit dem implantierten Chip-Netzwerk kommunizieren und dadurch bestimmte Elektroden aktivieren, um Neuronen zu stimulieren.

Durch diese Stimulation erzeugen die Neuronen visuelle Wahrnehmungen, sogenannte Phosphene, die wie Lichtpunkte erscheinen. Dabei gelangt das Licht nie wirklich ins Auge.

Da die Elektroden nur auf einen Bereich des visuellen Kortex fokussiert waren, konnte Bussard die Phosphene nur in der unteren linken Ecke seines Sichtfeldes sehen. Obwohl der Gesamteffekt noch lange nicht auf eine vollständige Wiederherstellung des Sehvermögens zurückzuführen ist, haben diese „Phosphene“ Bussards Fähigkeit, sich im Raum zurechtzufinden und grundlegende Aufgaben auszuführen, so weit verbessert, dass er nun vier auf dem Tisch A platzierte Gegenstände erkennen kann.

In der Studie an der Universität von Elche, Miguel Hernández, installierten die Experimentatoren lediglich ein Implantat mit 100 Elektroden, und der Leiter des Experiments, Eduardo Fernández, sagte, dass alle vier Freiwilligen in der Lage seien, Linien, Formen und einfache Buchstaben zu erkennen.

Fernández sagte, dass das derzeitige Ziel dieser Technologie nicht die „Wiederherstellung des Sehvermögens“, sondern die Verbesserung der Orientierung und Mobilität sehbehinderter Menschen sei. Er stellte fest, dass ein Freiwilliger bereits in der Lage war, Hindernissen auf einem Laufband mit VR-Bildschirm auszuweichen.

Infolgedessen hofft Fernández, in Zukunft weitere Elektroden hinzufügen zu können, um die Anzahl der Phosphene zu erhöhen und detailliertere Bilder zu erstellen.

Xing Chen, Assistenzprofessorin für Augenheilkunde an der Universität Pittsburgh, stimmt zu. Sie glaubt, dass Hunderte bis Tausende von Elektroden implantiert werden müssen, wenn das Sehvermögen wiederhergestellt werden soll.

Philip Troyk, der Leiter des Bussard-Experiments, glaubt, dass es nicht auf die Anzahl der Elektroden ankommt, sondern auf den Ort der Elektrodenimplantation. Eine stärker verteilte Implantation der Elektroden im visuellen Kortex führt zu mehr Lichtflecken, was jedoch einen tieferen Eingriff bedeutet.

Musk ist zuversichtlich

Musk gab letzten Monat außerdem bekannt, dass der nächste Schritt für sein Gehirn-Computer-Schnittstellenunternehmen Neuralink die Entwicklung des Produkts „Blindsight“ ist. Es wird berichtet, dass dieses Produkt der von Bussard verwendeten Lösung ähnelt und die Augen und den Sehnerv vollständig umgeht. und direktes Senden von Signalen an das Gehirn. Das Gehirn sendet visuelle Informationen.

Musk ist von Blindsight überzeugt. Im März sagte Musk bei

Er sagte auch, dass die resultierende visuelle Auflösung in diesem frühen Stadium zwar gering sein werde, sie aber letztendlich das normale menschliche Sehvermögen übertreffen könne.

Zuvor, im November 2022, behauptete Musk auch, dass selbst wenn eine Person blind geboren wird und nie sehend war, sie zuversichtlich ist, dass sie ihr Augenlicht wiedererlangen kann.

Neben Musk gibt es auch viele Unternehmen auf dem Markt, die ähnliche Geräte entwickeln. Cortigent mit Hauptsitz in Kalifornien arbeitet an einem ähnlichen Gehirnimplantat namens Orion, das bereits bei sechs sehbehinderten Menschen eingesetzt wurde.

Der Weg zum Licht ist lang und schwierig

Nach dem aktuellen Stand der Technik und Forschung befindet sich diese Technologie noch in einem sehr frühen Stadium und es sind noch viele Herausforderungen zu bewältigen.

Die erste Herausforderung besteht darin, dass Implantate für jeden Empfänger individuell angepasst werden müssen. Jeder visuelle Kortex ist etwas anders. Wo die Elektroden implantiert werden und wie viel Strom sie erzeugen, müssen daher experimentiert und angepasst werden.

Da sie Elektroschocks an das Gehirn abgaben, waren die Experimentatoren sehr vorsichtig mit der Stärke des Stroms. Wenn der Strom zu groß ist, kann es leicht zu Nebenwirkungen wie epileptischen Anfällen, Schmerzen und Schädigungen des Gehirngewebes kommen. Ist der Strom zu klein, können keine optimalen Bildgebungsergebnisse erzielt werden.

Ein weiteres Hindernis ist die Langlebigkeit des implantierten Geräts. Für die Experimente in Pittsburgh und Spanien verwendeten die Forscher ein quadratisches Gitter aus 100 winzigen Siliziumnadeln, an deren Spitze jeweils eine Elektrode angebracht war.

Diese Behandlung kann Monate bis Jahre dauern, aber das Gerät funktioniert möglicherweise nicht mehr, sobald sich um das Implantat herum Narbengewebe bildet und das Gerät den Empfang von Signalen von benachbarten Neuronen stört.

Und Neuralink entwickelt kleinere, flexiblere Elektroden, die in das Gehirn eindringen können. Das aktuelle Gerät von Neralink wird im Schädel platziert, wobei dünne Drahtelektroden bis in das Gehirngewebe reichen.

Chen stimmt der Idee zu, dass weichere Elektroden das Potenzial haben, die Lebensdauer von Implantaten zu verlängern, aber wie das tatsächlich funktionieren wird, bleibt abzuwarten.

Es lohnt sich auch zu diskutieren, ob sich die Dauer der Blindheit auf die Funktion dieser Geräte auswirkt. Einer der Teilnehmer der spanischen Studie war seit 16 Jahren blind, Bussard war seit sechs Jahren völlig blind.

Chen glaubt, dass ein früherer Eingriff besser sei, da sich das visuelle System nach Jahren der Blindheit verschlechtern werde, aber systematische Forschung und Beweise seien noch erforderlich.

Was Musks Äußerungen zur Wiederherstellung des Sehvermögens für Blindgeborene betrifft, so ist sich der Spanier Fernández nicht sicher, ob dies möglich ist, da es nie getestet wurde. Und theoretisch haben Menschen, die blind geboren werden, den visuellen Kortex des Gehirns nie zur Verarbeitung visueller Informationen genutzt, und ein normaler visueller Kortex ist eine wichtige Voraussetzung dafür, dass diese aktuellen Implantate ordnungsgemäß funktionieren.

Bussard kann das Sehimplantat vorerst nur im Labor verwenden, da die Forscher die Stimulation steuern können, aber die Forscher entwickeln auch mobile Systeme, die zukünftige Teilnehmer zu Hause nutzen können.

In der spanischen Studie werden den Teilnehmern die Geräte nur sechs Monate lang implantiert, danach werden sie entfernt.

Derzeit befindet sich diese Technologie noch in einem sehr frühen Stadium und es ist noch ein weiter Weg bis zur „Wiederherstellung der Sehkraft“. Sowohl Troyk als auch Musk vom Bussard-Experiment glauben jedoch, dass der Zweck dieser Art von Experimenten nicht nur darin besteht „das Sehvermögen wiederherstellen“, aber auch „das Sehvermögen wiederherstellen“.

Bussard wusste, dass er zu Lebzeiten nicht viel von dem Experiment profitieren würde, aber er sagte:

Ich tue dies für zukünftige Generationen.

Ursprüngliche Adresse: https://www.wired.com/story/the-next-frontier-for-brain-implants-is-artificial-vision-neuralink-elon-musk/

Ursprüngliche Autorin: Emily Mullin

# Willkommen beim offiziellen öffentlichen WeChat-Konto von Aifaner: Aifaner (WeChat-ID: ifanr) wird Ihnen so schnell wie möglich zur Verfügung gestellt.

Ai Faner |. Ursprünglicher Link · Kommentare anzeigen · Sina Weibo