盲人看到“光幻视”时大脑的反应：迈向双向视觉脑机接口的重要一步

失明是对人类生活影响极大的残疾之一，皮质假体有望帮助部分盲人恢复功能性视力，但其成功依赖于整合先进技术以实现预期治疗效果。以往多数研究仅用电极进行刺激，难以精确控制单个光幻视（即刺激视觉皮层产生的光点或光团感知）的出现。本研究在两名盲人志愿者的视觉皮层植入了含100个电极的皮质内微电极阵列，在进行电刺激以诱导视觉感知的同时，记录电极周围的神经活动。

研究背景指出，恢复深度失明者的功能性视觉一直是神经工程和神经假体领域的驱动力。电刺激视觉皮层被提议作为向盲人传递外界信息的方法，但目前仍无法控制单个光幻视的出现，且假体需大量电极（通常超过625个），手动微调每个电极的刺激参数耗时，感知到的光幻视特征和感知所需电流水平还可能随时间变化，因此需要无需用户反馈的自动调整方法。

研究方法上，两名盲人志愿者（分别失明2.5年和16年）的右侧枕叶皮层植入了犹他电极阵列（UEA），植入期6个月。期间进行了三类实验：一是感知阈值实验，通过改变电流强度或脉冲宽度，结合假刺激（无电流），记录志愿者是否感知到光幻视；二是亮度感知实验，固定电流和脉冲宽度，改变刺激频率和 train 持续时间，让志愿者对亮度（0-5分）评分；三是分离光幻视的最小间隔实验，给予两次刺激，改变间隔时间，记录志愿者感知到0、1还是2个光幻视。同时记录所有电极的神经活动（多单位活动，MUA）。

主要结果包括：1. 感知阈值方面，志愿者在假刺激中误报率低（7.3%和2.1%），通过分析刺激部位周围电极的神经活动，能成功推导感知阈值，且神经阈值与行为阈值高度相关（两受试者相关系数R均为0.71，P<0.001）。2. 亮度感知方面，亮度随刺激频率和 train 持续时间增加而增强，且由这两个参数共同预测比仅用脉冲总数更准确；刺激后300毫秒内的神经活动与亮度感知相关，邻近刺激电极的电极相关性最高（距离>1mm时相关性下降）。3. 分离光幻视的最小间隔约为0.3秒（两受试者分别为0.30±0.07秒和0.33±0.04秒），第二次刺激期间的神经活动受间隔时间调制，据此推导的神经阈值与行为阈值显著相关（受试者1的R=0.74，P<0.01；受试者2的R=0.72，P<0.01）。

研究意义在于，证明了通过记录视觉皮层（V1区）刺激时的神经活动，可准确预测光幻视的感知阈值、亮度和分离间隔，无需植入多个脑区，降低了侵入性。这为皮质视觉假体的发展提供了关键进展：一是可自动化校准刺激参数，减少对用户反馈的依赖，简化设备设置；二是有助于理解光幻视感知的时间分辨率，优化复杂刺激模式；三是可动态调整刺激参数以维持稳定的视觉体验，推动双向皮质视觉假体的研发。