視力を失うほとんどの大人にとって、失明は、脳が無傷のままである一方で、目または視神経の損傷が原因となっている。 何十年もの間、研究者たちは、損傷した目を迂回して視覚情報をカメラから脳に直接届けることで視力を回復できるデバイスの開発を提案してきた。
2020年5月14日にCellで発表された論文で、テキサス州ヒューストンのベイラー医科大学の調査チームは、彼らがこの目標に一歩近づいていると報告している。 このオープンアクセスの論文は、「視覚皮質の動的刺激によって、視覚障害者と視覚障害者のフォームビジョンが生成される（Dynamic Stimulation of Visual Cortex Produces Form Vision in Sighted and Blind Humans.）」と題されている。著者らは、埋め込まれた電極が動的シーケンスで刺激されるアプローチを説明し、参加者が「見る」ことができた視覚皮質の表面上の形状を本質的に「追跡」した。
「電気刺激を使用して患者の脳の文字を直接動的に追跡したところ、意図した文字の形状を『確認』でき、さまざまな文字を正しく識別できた」と著者であるベイラー医科大学 脳神経外科のDaniel Yoshor医学博士（写真右）は述べた。 「彼らは、飛行機による空中文字のように、光る点や文字を形成する線を見たことを説明した。」
視覚皮質を刺激する以前の試みはあまり成功していない。 以前の方法では、各電極を視覚的ディスプレイのピクセルのように扱い、それらの多くを同時に刺激していた。 参加者は光のスポットを検出できたが、視覚的なオブジェクトやフォームを識別するのは困難だった。
「複数の光のスポットから形状を構築するのではなく、輪郭をトレースした」と、筆頭著者のMichael Beauchamp博士は述べている。
「我々のインスピレーションは、手紙を誰かの手のひらでなぞるという発想だった。」
研究者らは、てんかんを監視するために脳に電極を埋め込んだ目が見える4人と、視覚皮質補綴装置の研究の一環として視覚皮質に電極を埋め込んだ2人の盲人で、このアプローチをテストした。 シーケンス内の複数の電極の刺激は、対象が特定の文字として正しく識別することができた形状の知覚を生み出した。
研究者らは、このアプローチは、視覚情報を脳に直接入力するテクノロジーを使用することで、視覚障害者が視覚形態を検出して認識する能力を取り戻すことが可能になる可能性があることを示していると述べている。 しかし、研究者らは、この技術を臨床現場に実装する前に、いくつかの障害を克服する必要があると指摘している。
「電極が埋め込まれた一次視覚皮質には5億個のニューロンが含まれている。この研究では、少数の電極でこれらのニューロンのほんの一部のみを刺激した」
「次の重要なステップは、神経工学者と協力して数千の電極を備えた電極アレイを開発し、より正確に刺激できるようにすることだ。新しいハードウェアとともに、改善された刺激アルゴリズムは、視覚障害者に有用な視覚情報を提供するという夢の実現に役立つだろう。」とBeauchamp博士は述べている。
BioQucik News:Dynamic Electric Stimulation of Visual Cortex Via Electrodes Produces Vision of Shapes and Identification of Letters in Sighted and Blind Humans; Baylor Study Reported in Cell
