Cortical neural prosthe sis for restoration of vision
Neurowetenschapper Feng Wang toont aan dat we blinde mensen kunnen helpen door beelden in hun hersenen te “tekenen”.
Miljoenen mensen zijn blin
d door schade tussen oog en brein. Voor hen bieden brillen geen oplos
sing. Het wetenschappelijke probleem is hoe we visuele informatie dir
ect in de hersenen kunnen "injecteren".
Wangs onderzoeksvraag
was of we met duizend elektroden herkenbare patronen kunnen opwekken
en of dit jarenlang werkt. Hij bewees dat complexe "pixelvisie" mogel
ijk is, maar ontdekte ook een "biologische muur": littekenweefsel ron
d harde sensoren vermindert de kwaliteit. Dit inzicht is cruciaal voo
r de ontwikkeling van toekomstige, flexibele materialen die een leven
lang meegaan.
In zijn onderzoek toont Wang aan dat we blinde m
ensen kunnen helpen door beelden direct in hun hersenen te "tekenen".
Wang plaatste duizend minuscule naaldjes (elektroden) in het brein v
an apen. Door deze met kleine stroompjes te prikkelen, zagen ze licht
puntjes, net als pixels op een scherm. Hiermee konden ze zonder ogen
weer letters en vormen herkennen.
Flexibele materialen
Zijn belangrijkste conclusie is dat dit fantastisch werk
t voor het herkennen van beelden, maar dat het lichaam na een paar ja
ar protesteert. Er ontstaat littekenweefsel rond de naaldjes, waardoo
r het signaal vervaagt. Wang en zijn collega’s hebben dus bewezen d
at de techniek werkt, maar dat we in de toekomst zachtere, flexibele
materialen nodig hebben die het brein niet irriteren.
De bevind ingen laten zien dat een functioneel "hersenimplantaat voor zicht" te chnisch haalbaar is. Voor de miljoenen mensen die nu volledig blind z ijn, betekent dit dat er een toekomst is waarin zij weer zelfstandig kunnen navigeren of teksten kunnen lezen zonder afhankelijk te zijn v an anderen.
Hoewel de onderzoekers hebben bewezen dat we comple xe beelden in het brein kunnen "tekenen", is de concrete toepassing p as over 10 tot 20 jaar te verwachten voor de algemene patiënt. De hu idige "biologische muur" vereist eerst nieuwe, flexibele materialen. Een concreet voorbeeld is een blind persoon die dankzij het implantaa t weer verkeersborden herkent of de glimlach van een kleinkind ziet a ls een patroon van lichtpuntjes. Dit sluit aan bij de huidige revolut ie in hersen-computerinteracties, zoals we die zien bij bedrijven als Neuralink.
Computersimulaties
Voor dit ond
erzoek combineerde Wang geavanceerde laboratoriumexperimenten met inn
ovatieve computersimulaties en klinische testen.
Eerst implante erden de wetenschappers een recordaantal van duizend elektroden in de visuele hersenschors van proefpersonen om te onderzoeken of zij kuns tmatige lichtpunten konden omzetten in herkenbare beelden, zoals lett ers. Parallel hieraan ontwikkelde Wang computersimulaties en algoritm es om elektrische "ruis" weg te filteren, wat essentieel is om zuiver e hersensignalen te kunnen opvangen tijdens stimulatie.
Ten slo tte valideerden de onderzoekers een nieuw, geautomatiseerd systeem vo or het in kaart brengen van het gezichtsveld bij zowel apen als blind e menselijke vrijwilligers. Deze multidisciplinaire aanpak stelde hen in staat om zowel de technische werking als de biologische langeterm ijngevolgen van de hersenimplantaten nauwkeurig in kaart te brengen.< /p>
Meer informatie over het proefschrift
DESCRIPTION: Neurowetenschapper Feng Wang toont aan dat we bli nde mensen kunnen helpen door beelden in hun hersenen te “tekenen� �. Miljoenen mensen zijn blind door schade tussen oog en bre in. Voor hen bieden brillen geen oplossing. Het wetenschappelijke pro bleem is hoe we visuele informatie direct in de hersenen kunnen "inje cteren".