Sci Adv | 闭环脑机，让“光点”可预测：迈向双向皮层视觉假体的关键一步|光点|双向皮层|电刺激|视觉假体|阈值

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基本信息：

Title:Neural correlates of phosphene perception in blind individuals: A step toward a bidirectional cortical visual prosthesis

发表时间：2025.11.5

Journal:Science Advances

影响因子：12.5

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正文

对重度盲人而言，“重新看见”往往不是一下子就拥有高清图像，而是从最基本的视觉“元素”开始——例如通过电刺激视觉皮层产生的“磷光感”（phosphene，主观看到的亮点/光斑）。

过去半个多世纪里，从Brindley 与 Dobelle 的开创性尝试，到近年来多通道微电极在灵长类与人类中的实验，皮层视觉假体（cortical visual prosthesis）被视为绕开受损眼球与视神经、直接把信息“写入”大脑视觉皮层的一条可行路径。然而，要把零散的光点拼成“有用”的视觉，还面临两道核心关卡：

如何稳定地控制每个光点的出现阈值与亮度，以及如何在时间上组织不同刺激，使用户区分开连续的多次“发光”。

更现实的挑战是工程和临床层面的：真正能支撑日常导航、物体识别与阅读的系统，往往需要数量级上百乃至上千的刺激通道（过去研究指出通常需≥625个“像素”）。但在临床环境逐一“手动调参”——为每支电极确定最合适的电流、脉宽、频率与时序——不仅耗时，也因为同一受试者在不同天的阈值、知觉形态会波动而变得反复。甚至，刺激序列本身会影响主观亮度，这意味着“今天的参数”明天可能不再适用。因此，领域逐渐形成一个清晰共识：必须从“开环”（open-loop）走向“闭环”（closed-loop），让假体一边刺激一边读取邻近电极的神经活动，自动、实时地校准输出，减少对使用者口头反馈的依赖。

这篇来自西班牙阿利坎特/埃尔切团队（并联合犹他大学、拉德堡德大学等）的最新人类研究，正是踩在这个关键点上前进：研究者在两位全盲志愿者的右枕叶V1/V2区植入一枚100通道Utah微电极阵列（UEA），在为期6个月的每日实验中边刺激边记录，系统评估神经活动是否能预测并控制三类关键主观指标——知觉阈值、主观亮度与时间分辨率（能否把相邻两次刺激感为两个独立光点）。如果这条思路成立，就意味着未来的皮层假体可以像有“自动对焦”的相机：通过读取邻近电极的多单位放电（MUA），无需密集的口头反馈，就能把每个通道的电流、脉宽、频率、列车时长等参数自动调到“刚好能看见、刚好够亮、且在时间上清清楚楚分开”的状态。

现实生活里，我们都体验过类似的“自校准”。例如，手机相机在昏暗环境会自动增益、拉长曝光，日照强烈又会收缩光圈与缩短快门；蓝牙耳机遇到噪音会开启自适应降噪。闭环视觉假体要做的，正是把这样的自适应搬进大脑：当刺激参数稍有偏离、或组织状态（如电极接触、局部兴奋性）发生轻微变化时，系统不等使用者抱怨“看不见/太刺眼/糊在一起”，就能从邻近电极的神经反应读出端倪，自动微调，维持稳定、舒适且可用的“视觉输出”。

本文的三组核心结果——阈值可由神经活动准确预估（两位受试者相关系数R均=0.71）、亮度与后刺激期MUA高度正相关、“两个光点分得开”的最小列车间隔（~0.30–0.33 s）同样可由第二列车中的MUA预测（R≈0.72–0.74）——为“闭环+双向”皮层假体提供了坚实的人体证据，也为后续在真实世界里“即插即用”的自适应视觉提供技术抓手。