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視覺能力需要健康的眼睛，但也需要訊號能夠從眼睛傳遞到大腦中參與視覺的部分。一位波士頓神經科學家希望為盲人帶來一線希望，方法是繞過因疾病或頭部外傷而受損的眼睛和視神經，直接將影像資訊傳送到大腦中處理它們的區域。
馬薩諸塞州總醫院 (MGH) 神經科學助理約翰·佩扎里斯提出的假體——至少在這個早期階段的設想中——將像一副眼鏡一樣佩戴，人的眼睛上方裝有數碼相機，與植入大腦的電極陣列相連。雖然這不能保證恢復正常視力，但他表示，“相對較少的畫素就可以傳達大量資訊”，這可以讓人們或許識別簡單的物體，甚至識別面孔。
這項技術仍然有很多障礙需要克服——例如，需要能夠充分替代正常視覺的數字成像技術，以及腦外科手術導致的感染風險，僅舉兩例——但成功可能會對全球數千萬患有視力障礙的人產生改變人生的影響。
很難確切地說佩戴假體的人會看到什麼，但很可能就像看拼圖一樣。儘管如此，隨著向大腦傳遞更高解析度影像的能力提高，假體的有效性也會提高。“我們一直在努力更多地瞭解我們正在建立的感知或視覺事件，”佩扎里斯說，包括影像的樣子、它們的大小、它們出現的時間以及它們是彩色還是黑白的。“我們現在對這些都還沒有真正紮實的掌握。”
這樣的假體可能對很多人有用：世界衛生組織估計，有 4500 萬人失明，他們預計到 2020 年這一數字將翻一番。“你不能低估問題的範圍，尤其是在人口老齡化的情況下，”格拉斯哥大學生物醫學與生命科學研究所視網膜假體小組的生理學家和首席研究員詹姆斯·莫里森說。隨著人口老齡化，這一數字可能會變得更糟：莫里森指出，英國 65 歲以上居民中有 8% 患有與年齡相關的黃斑變性。
確定有多少人將從這項技術中受益更加困難，因為不同的人失明的程度不同，但可以公平地說，佩扎里斯的植入物更可能的候選人是那些完全失明的人，無論是先天性的還是由於外傷性腦損傷造成的。佩扎里斯說，他希望最終幫助因爆炸損傷而失明計程車兵，例如。
被診斷為“法定失明”但仍有一些殘餘視力的人——例如紐約州新任州長大衛·帕特森——將不是手術的合適人選。佩扎里斯說，在這些情況下，“該裝置的好處並不大於手術的風險。”
視覺假體的開發面臨一些挑戰。其中之一是無法用數碼相機替代視網膜中細胞的功能。“視網膜是一種非常複雜的裝置，使我們的視覺系統能夠適應光強度的巨大變化，”麻省理工學院麥戈文腦研究所生物和計算學習中心神經科學家托馬斯·塞爾說。“僅僅透過使用攝像機獲取影像，我們能走多遠尚不清楚。”另一個問題是，與實際影像相比，大腦刺激產生的影像很可能會出現失真。“微刺激很難做到，有時會發生一些奇怪的效果，”他補充說，他指的是一種透過用微弱電流刺激一簇神經細胞來啟用它們的技術。
佩扎里斯承認，他的大部分工作都是基於“最佳猜測”。他和前哈佛醫學院同事克萊·裡德首先在去年五月發表在美國國家科學院院刊上的一篇論文中描述了他們對視覺假體的研究。該論文描述了在兩隻成年獼猴身上進行的電極大腦植入實驗，以確定靈長類動物在施加電刺激時是否會做出反應。研究人員能夠表明，大腦某些區域的微刺激確實會產生一種感知，大腦將其解釋為光學輸入，或者可以“看到”的東西。然而，研究人員無法確定印象的一些細節，例如它的確切大小或形狀，儘管他們知道這些感知“就像光點或單個畫素”，他說。
“從科學角度來說，這是一項巨大的成就，”塞爾在談到佩扎里斯的工作時說，並補充說這是過去五年中視覺假體方面取得的幾項重要進展之一。雖然其他一些型別的視覺假體建議刺激大腦中與佩扎里斯的目標不同的區域，但另一個名為Argus II 視網膜假體系統的有前途的專案正在將其美國臨床試驗擴充套件到歐洲。該專案由南加州大學凱克醫學院眼科和生物醫學工程教授馬克·胡馬雲領導，涉及一個由 60 個電極組成的植入物，這些電極連線到視網膜，將來自外部攝像機的資訊傳導到視網膜，為植入該植入物的患者提供基本的視覺形式。
佩扎里斯還得到了 MGH 的神經外科醫生埃馬德·埃斯坎德爾的幫助，他專門從事深部腦刺激，深部腦刺激已用於治療帕金森病並監測癲癇患者的神經活動。 深部腦刺激包括在腦部手術植入電極，以向控制運動的目標區域傳遞刺激，類似於使用心臟起搏器維持健康的心率的方式。
測試佩扎里斯假體有效性的最佳方法是將電極植入人體患者體內，這一步驟需要資金、MGH 機構審查委員會的批准以及一名適合接受治療的志願者。佩扎里斯於 11 月從哈佛醫學院神經生物學系加入該醫院，他說他正在努力滿足所有這些標準，但不知道何時可能進行人體試驗。
佩扎里斯希望在幾年內擁有一種可以進行人體測試的功能性裝置，並指出他的方法使他能夠利用許多現有的醫療技術。然而，在描述他專案的預後時，他很謹慎：“因為現在還處於早期階段，我們不想過度承諾或承擔不必要的風險。”