Flexible ultrasound-induced retinal stimulating piezo-arrays for biomimetic visual prostheses.
Flexible ultrasound-induced retinal stimulating piezo-arrays for biomimetic visual prostheses.
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DOI：
10.1038/s41467-022-31599-4
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发表时间：
2022-07-04
影响因子：
16.6
通讯作者：
Zhou, Qifa
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang, Laiming;Lu, Gengxi;Zeng, Yushun;Sun, Yizhe;Kang, Haochen;Burford, James;Gong, Chen;Humayun, Mark S.;Chen, Yong;Zhou, Qifa
电子视觉假体，或仿生眼睛，已经证明了通过电脉冲人工启动神经反应来恢复盲人功能视力的可行性。然而，现有的视觉假体主要使用有线连接或电磁波来供电和数据遥测，这引发了安全问题，或者低效地耦合到微型植入单元。在这里，我们提出了一种灵活的超声诱导视网膜刺激压电阵列，它可以提供一种替代的无线人工视网膜假体方法，以唤起盲人的视觉感知。该装置在柔性印刷电路板上集成了一个带有32个像素刺激电极的二维压电阵列。每个压电元件都可以通过超声波单独激活，因此，可以通过可编程的超声波束线动态应用空间可重构的电子图案。作为概念的证明，我们展示了在体外小鼠视网膜组织中超声波诱导的模式重建，展示了这种方法在恢复失明患者的功能性、提高生活质量的视力方面的潜力。电子视觉假体，或仿生眼睛，已经显示出通过人工启动神经反应的电脉冲恢复功能视觉的能力。在这里，作者展示了一种柔性压电阵列，用于超声诱导的视网膜刺激。
Electronic visual prostheses, or biomimetic eyes, have shown the feasibility of restoring functional vision in the blind through electrical pulses to initiate neural responses artificially. However, existing visual prostheses predominantly use wired connections or electromagnetic waves for powering and data telemetry, which raises safety concerns or couples inefficiently to miniaturized implant units. Here, we present a flexible ultrasound-induced retinal stimulating piezo-array that can offer an alternative wireless artificial retinal prosthesis approach for evoking visual percepts in blind individuals. The device integrates a two-dimensional piezo-array with 32-pixel stimulating electrodes in a flexible printed circuit board. Each piezo-element can be ultrasonically and individually activated, thus, spatially reconfigurable electronic patterns can be dynamically applied via programmable ultrasound beamlines. As a proof of concept, we demonstrate the ultrasound-induced pattern reconstruction in ex vivo murine retinal tissue, showing the potential of this approach to restore functional, life-enhancing vision in people living with blindness. Electronic visual prostheses, or biomimetic eyes, have shown capability of restoring functional vision through electrical pulses artificially initiating neural responses. Here, authors demonstrate a flexible piezo-array for ultrasound-induced retinal stimulation.
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