让人造视网膜保持凉爽的办法:更有选择性地处理数据

2019年10月14日 11:21 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,人造视网膜有可能为某些失明的人恢复一些视力,但它也有它自己的问题。首先,复杂的电子设备经常会出现过热的情况,这对手机或笔记本电脑来说已经够糟糕的了所以这绝对不会是人们想要的东西。现在,斯坦福大学的一个研究小组发现了一种可能绕过这个问题的方法,即更有选择性地处理数据。

人造视网膜本质上是一个被植入眼球后部的摄像机传感器,其通过收集进入眼球的光线然后将其转换成电信号。这些信号则通过另一侧的电极阵列传递到神经元,神经元再通过视神经将数据传递到大脑,在那里大脑可以处理它看到的东西。

然而在现实生活中这项技术还没有完全实现。数以百计的电极产生电脉冲,同时还会产生大量的热量,而这些热量基本上会煎掉眼睛后部的组织。显然,这并不理想。

对此,斯坦福大学的研究小组开始寻找减少热量的方法。最简单的方法就是减少眼睛里的数据量。理想情况下,这将在不降低提取视觉信息量的情况下进行。

研究小组表示,视觉信息必须被数字化然后进行压缩进而可以跟眼睛后部的神经元进行交流。在以往的版本中,这是两个独立的步骤,但现在研究人员将它们结合起来从而减少需要存储和传输的数据量。

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这张图展示了人造视网膜是如何工作的

天然视网膜是由不同细胞组成的,这些细胞对光的反应有所不同,研究人员能够通过“波”的形状来判断是哪种细胞产生了某种特定的电信号。之后,研究小组认识到他们可以忽略某些类型的信号。如果一个电极记录了一个信号,那么人造视网膜就会知道它的重要性并将其存储和处理。但如果几个电极记录了相同的信号,那么它则会被认为是噪音,可忽略不计。

通过这一过程,人工视网膜可以展开更有效的运转且不会影响到通过的视觉信息的数量。在测试中,研究小组将采集的数据量削减了40倍而只丢失了5%的细胞。

目前的人造视网膜只使用了几百个电极,但高分辨率的数字视网膜则需要成千上万个电极。在这种情况下,热量将成为一个更大的问题,因此研究人员表示,这是朝着这一目标迈出的重要一步。

相关研究报告已发表在《IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems》上。

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