Применение кортикальных электродов для решения задач зрительного протезирования

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Существует два основных подхода к протезированию зрительных функций у слепых людей с помощью «мозг-компьютерных» интерфейсов – на основе ретинальной либо кортикальной стимуляции посредством имплантируемых электродов. Наиболее сложным в зрительном протезировании является создание той части интерфейса, которая непосредственно контактирует с тканями организма. В статье рассматриваются вопросы биосовместимости микроэлектродных матриц и поведенческие эксперименты на животных (кошках) для оценки функциональности биопротеза и его способности вызывать фосфены – зрительные ощущения без светового воздействия. Приведены новая методика экспериментов и полученные результаты, позволившие установить параметры электрического раздражения коры головного мозга кошки, при которых возникают фосфены. Особое внимание уделено описанию свойств микроэлектродных матриц, необходимых для безопасного применения у человека в течение длительного времени, что подразумевается при создании кортикального зрительного протеза.

Об авторах

Б. Х. Базиян

Научный центр неврологии РАМН

Email: baz123@yandex.ru
Россия, Москва

M. E. Иванова

Научный центр неврологии РАМН

Email: baz123@yandex.ru
Россия, Москва

С. A. Гордеев

Научный центр неврологии РАМН

Email: baz123@yandex.ru
Россия, Москва

В. В. Ортманн

Компания «НейроКоннекс»

Автор, ответственный за переписку.
Email: baz123@yandex.ru
Германия, Мекенхайм

Список литературы

  1. Базиян Б.Х., Гордеев С.А., Иванова М.Е., Ортманн В.В. Параметры индуцирующего фосфены электрического раздражения зрительной коры кошки с помощью имплантированных поверхностных и глубинных электродов. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2008; 1: 8–11.
  2. Полянский В.Б. Морфо-функциональная характеристика структуры зрительного анализатора человека и животных после световой депривации. В кн.: А.Б. Коган (ред.) Проблемы протезирования сенсорных функций. Ростов-на-Дону: РГУ, 1981: 16–44.
  3. Bak M., Girvin J.P., Hambrecht F.T. et al. Visual sensations produced by intracortical microstimulation of the human occipital cortex. Med. Biol. Eng. Comput. 1990; 28: 257–259.
  4. Bartlett J.R., Doty R.W. An exploration of the ability of macaques to detect microstimulation of striate cortex. Acta Neurobiol. Exp. (Warsz.) 1980; 40: 713–728.
  5. Bradley D.C., Troyk P.R., Berg J.A. et al. Visuotopic mapping through a multichannel stimulating implant in primate V1. J. Neurophysiol. 2005; 93: 1659–1670.
  6. Brindley G.S. Report to the conference on visual prosthesis. In: Sterling T.D. (ed.) Visual Prosthesis, The Interdisciplinary Dialogue. New York: Academic Press, 1971: 41–48.
  7. Brindley G.S., Lewin W.S. The sensations produced by electrical stimulation of the visual cortex. J. Physiol. 1968; 196: 479–493.
  8. DeYoe E.A., Lewine J.D., Doty R.W. Laminar variation in threshold for detection of electrical excitation of striate cortex by macaques. J. Neurophysiol. 2005; 94: 3443–3450.
  9. Dobelle W.H. Artificial vision for the blind by connecting a television camera to the visual cortex. ASAIO J. 2000; 46: 3–9.
  10. Dobelle W.H., Mladejovsky M.G. Phosphenes produced by electrical stimulation of human occipital cortex, and their application to the development of a prosthesis for the blind. J. Physiol. 1974; 243: 553–576.
  11. Ivanova M.E., Gordeev S.A., OrtmannV.V. et al. Evaluation of cortical visual prostheses microelectrode array function. Description of behavioral feline model. In: 30th Annual International IEEE EMBS Conference. Vancouver, 2008: 3371–3374.
  12. Kelly P.J., Dikmen F.N., Tarkington J.A. Photically oriented conditioned reflexes elicited by electrical stimulation of the visual system in the cat. Brain Res. 1973; 51: 293–305.
  13. Rejnoso-Suarez F. Topografischer Hirnatlas der Katze fur experimental-physiologische Untersuchungen. Darmstadt, 1961.
  14. Schmidt E.M., Bak M.J., Hambrecht F.T. et al. Feasibility of a visual prosthesis for the blind based on intracortical microstimulation of the visual cortex. Brain 1996; 119: 507–522.
  15. Tehovnik E.J., Slocum W.M., Carvey C.E. et al. Phosphene induction and the generation of saccadic eye movements by striate cortex. J. Neurophysiol. 2005; 93: 1–19.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Baziyan B.K., Ivanova M.E., Gordeev S.A., Ortmann V.V., 2009

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77-83204 от 12.05.2022.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах