系统:8月29日

可以视频眼镜,一个微小的植入治疗失明吗?
难以置信的是,医学研究的世界即将治疗失明。类似于人工耳蜗对聋人来说,斯坦福大学科学家和工程师正在开发新设备为此,包括仿生视觉系统基于光伏,正在等待批准在欧洲进行人体临床试验。第二个系统,基于视网膜的体外研究,可以在四五年内准备动物试验。

发明都有相同的目标:回馈一些视力进行性视网膜疾病的人——尤其是色素性视网膜炎和黄斑变性。

研究小组解释说,正常视网膜组织由光感受器:感光细胞类似于视杆细胞和视锥细胞的底部,顶部互连层的神经元。信号从视杆细胞和视锥细胞,通过双极细胞与神经节细胞,然后通过视神经几个脑区,包括视觉皮层。科学家们仍然不确定为什么视杆细胞和视锥细胞分解在视网膜疾病患者,他们也没有想出办法预防、减缓或逆转这一过程。曙光是色素性视网膜炎和黄斑变性往往闲置的一些双相情感和神经节细胞,这意味着在这些病人的神经元可以人为地刺激视网膜,micro-electrodes,完全绕过受损的视杆细胞和视锥细胞。

丹尼尔Palanker博士在斯坦福大学眼科教授指导斯坦福汉森实验物理实验室,并已开发和专利众多设备多年来诊断和治疗眼疾。

丹尼尔Palanker使用光学和电子发明技术恢复视力。(来源:斯坦福大学)

Palanker新假肢装置,所谓的,是法国的商业化与Pixium合作愿景。像不同的视网膜系统,阿尔戈斯二号,它功能的微型摄像机安装在设计一个护目镜,连接到一个视频处理器大小的手机。但它不需要笨重的植入电子案例和天线,或电缆的眼睛,像德国的系统。相反,它依赖于多个二极管阵列,每个直径约1毫米,包含数以百计的像素,这工作就像屋顶上的太阳能电池板。外科医生可以放下这些微小的芯片,如瓷砖,替换丢失的中央视网膜感光视杆细胞和视锥细胞。

一个摄像头安装在表面上“仿生”护目镜捕捉图像,说一朵花。附件视频处理器和集中将照片转换成脉冲的近红外光,从镜投射到眼睛。光电二极管阵列,视网膜下植入,捡起这些信号并将其转换为电脉冲刺激双极细胞的正上方。大脑感知这些脉冲光的模式。(来源:斯坦福大学)

表面上的摄像头捕获的图像时,说,一朵花,视频处理器传送照片集中安装在护目镜。强大的近红外光照射脉冲显示,预计从镜进入眼睛,像看不见的射线电视遥控器。植入二极管接这些信号并将其转换成微小的电流,脉冲刺激双极细胞的正上方。神经节细胞的信号传播到大脑,认为他们作为光模式:一朵花!

在设备的下一代,Palanker说,“我们应该能够把12000像素在15度以上的视野,“采取系统20/150或更好。虽然表面上还不能复制颜色视觉,只有各种深浅的灰色——“我们正在单细胞选择性在视网膜的刺激,这可能会使颜色知觉,”他说。有更多的经验,医生也可以扩大视野约20度。

当然,最终的梦想是建立一个视觉假体小而强大,它可以刺激视网膜内特定神经元,而不是各式各样的补丁。的目标E.J. Chichilnisky博士,斯坦福大学神经外科和眼科学教授。

E.J. Chichilnisky博士,斯坦福大学神经外科和眼科教授(来源:斯坦福大学)

“认为视网膜是一个管弦乐队,”Chichilnisky解释道。“当你试图让音乐,你需要小提琴打一个分数,双簧管演奏不同的分数等等。“同样,视网膜神经节细胞的100万左右是由大约20个不同的类型。每个在传输中扮演略有不同的角色的感知形状、颜色、深度、运动和其他视觉特征到大脑。

Chichilnisky于2013年加入斯坦福大学教师,15年后索尔克生物研究所。自从他天作为斯坦福大学博士生在1990年代中期,他曾与各种各样的物理学家和工程师,尤其是艾伦•Litke博士,加州大学圣克鲁斯分校的粒子物理研究所开发小而强大的电极阵列测量神经活动在细胞水平上的能力。

为了更好地理解电活动在视网膜上的模式,Chichilnisky和他的同事利用眼组织取自其他医学研究灵长类动物的安乐死。通过将小块的视网膜组织在微芯片数组,然后将这些样品各种模式的光,他们已经能够记录和研究独特的电反应五个不同类型的视网膜神经节细胞,占75%的视觉信号发送到大脑。他们还发达技术复制那些电模式,人为地刺激神经节细胞与精度高、与自然信号引起的视杆细胞和视锥细胞。

通过学习如何复制这些复杂的信号,Chichilnisky和他的团队正在一步一步接近他们的终极目标:high-acuity视觉假体像管弦乐队指挥,信号视网膜的无数神经元准确地在正确的方式,在正确的时间。“我不是说我们有钉,”他说,“但现在我们当然有证据的概念如何在未来取得更好的设备。”

Chichilnisky说,下一个挑战将是适合他的实验室的强大的计算能力在植入式电极阵列能够完成其工作安全进入眼内,没有过热周围组织和自主。如果一切顺利,一个原型植入可以准备测试在实验室的动物在四到五年。

编程语言+自我报告路由器的简单电路设计
一个研究小组麻省理工学院,思科系统公司,赤脚网络提醒,在今天的数据网络,流量分析,确定哪些链接越来越拥挤,为什么——通常是通过计算机在网络的边缘,它试图推断出的状态不同的数据包的网络的时间到达目的地。

他们认为,如果路由器在网络可以报告自己的情况下,网络分析将更加精确和高效,使网络运营商能够更迅速地解决问题。为此,路由器制造商已经开始装备与计数器的路由器,可以报告数据包路由器的数量在给定时间间隔内进行处理。

在思科系统从麻省理工学院的研究团队,和赤脚网络提出了一种新的网络监控方法在数据采集提供了极大的灵活性,同时保持电路的复杂性路由器和外部分析服务器的数量低。(来源:麻省理工学院)



团队还指出,原始计数数量只有这么有用,并让路由器专用监控电路测量每个新操作员可能想让不实用。路由器发送数据包的替代方法是向外部服务器对于更复杂的分析,但是,技术没有很好地伸缩。100000台服务器的数据中心,例如,可能需要另一个40000年到50000年服务器只是为了跟上路由器数据的洪水。

因此,团队想出了”玛一种新方法,网络监控,提供了极大的灵活性,数据收集,同时保持电路的复杂性路由器和外部分析服务器的数量低。

马普尔由一个编程语言,允许网络运营商指定一个广泛的网络监控任务和少量的简单电路可以执行任何任务中指定的元素的语言。模拟使用实际数据中心流量统计数据表明,在数据中心中设置,马普尔应该只需要一个流量分析服务器每40或50应用服务器。

超导硫、钼和硒三明治
莱斯大学研究人员设计了一个新的转折2 d材料能够举办一个内在的电场,也显示了催化生产氢的承诺。

水稻材料科学家的实验室小君路了半导体过渡金属dichalcogenide (TMD)开始作为一个单层的钼联硒化物。然后他们带格子的顶层和替换精确硒与硫原子的一半。新材料他们叫Janus钼硫硒(SMoSe)晶体结构研究人员说。

水稻材料科学家替换所有原子的三层,二维晶体,过渡金属dichalcogenide与硫、钼和硒。
(来源:莱斯大学)

这张照片显示前(左)和侧面视图的杰纳斯钼硫硒在莱斯大学创建的。小心控制加热使硫取代只是顶部平面硒原子的二维材料。(来源:莱斯大学)

这种类型的双面结构一直预测理论却很少意识到在二维研究社区,研究人员说,并可能导致应用程序,比如一个底面活跃的二维催化剂,健壮piezoelectricity-enabled传感器和致动器的二维极限。

除了莱斯大学,包括团队的研究人员德克萨斯大学奥斯汀分校和宾夕法尼亚大学。