視覺(jué)假體：技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)

一、視覺(jué)假體發(fā)展歷程（一）發(fā)展之初幫助盲人恢復(fù)視覺(jué)的技術(shù)可回溯到20世紀(jì)60年代末，英國(guó)劍橋大學(xué)的在一位失明的52歲女性患者身上進(jìn)行了視皮層假體的嘗試。試圖通過(guò)電刺激大腦皮層中負(fù)責(zé)處理視覺(jué)信息的部分來(lái)產(chǎn)生視覺(jué)感受。當(dāng)時(shí)，研究人員認(rèn)為人類大腦枕葉皮層是對(duì)視覺(jué)信息進(jìn)行高級(jí)處理的中心，并且證實(shí)了對(duì)這一部位進(jìn)行電刺激可引發(fā)稱為光幻覺(jué)的視覺(jué)感受，即在視覺(jué)區(qū)域產(chǎn)生光點(diǎn)感知。更為重要的是，他們證明即便失明多年，也可通過(guò)電刺激誘發(fā)光幻覺(jué)。第一例視覺(jué)假體試驗(yàn)的結(jié)果令人倍感鼓舞，在論文的結(jié)論中預(yù)言，若將他們的假體原型加以改進(jìn)就能“使失明患者不僅在走路時(shí)可避開障礙，還可閱讀打印或手寫文章，閱讀速度甚至可能與正常人相比”。（二）興衰過(guò)程視覺(jué)假體自發(fā)展之初到現(xiàn)在的幾十年來(lái)經(jīng)歷了興盛和衰退，其興衰歷程可作為醫(yī)療技術(shù)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)的個(gè)案來(lái)研究。大膽預(yù)測(cè)的失敗給視覺(jué)假體領(lǐng)域的研究熱情潑了一盆冷水。一項(xiàng)醫(yī)療技術(shù)的發(fā)明者需要在狂熱推介產(chǎn)品以獲得上市資金支持與避免過(guò)分夸大短期效果而帶來(lái)?yè)p害效應(yīng)之間謹(jǐn)慎前行。發(fā)明者需要善于定義現(xiàn)實(shí)中的里程碑，同時(shí)，還要闡明其更有意義的長(zhǎng)期效果。投資界已習(xí)慣了技術(shù)發(fā)展的歷程，而患者由于渴望治療易受到夸大效果的影響，同時(shí)一旦療效沒(méi)有達(dá)到預(yù)期，就很難諒解。近半個(gè)世紀(jì)后的今天，要實(shí)現(xiàn)所提出的視覺(jué)功能將很快由視覺(jué)假體重建的預(yù)言還有很長(zhǎng)的路要走?，F(xiàn)有的視覺(jué)假體還遠(yuǎn)達(dá)不到他們提出的視覺(jué)功能水平，而且還存在許多沒(méi)有預(yù)測(cè)到的技術(shù)難題等待解決。（三）近期發(fā)展由于近年來(lái)取得的一些重大研究進(jìn)展，目前人們對(duì)視覺(jué)假體的興趣重新被燃起。由美國(guó)超視公司(SecondSight)和德國(guó)視網(wǎng)膜植入技術(shù)公司(RetinalImplantAG)生產(chǎn)的視網(wǎng)膜假體現(xiàn)在已成為臨床產(chǎn)品。最初視網(wǎng)膜假體針對(duì)的是視網(wǎng)膜色素變性(RP)導(dǎo)致的失明患者。2015年7月，視網(wǎng)膜假體首次應(yīng)用于干性年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)患者：RayFlynn，80歲，就診于英國(guó)曼徹斯特皇家眼科醫(yī)院。RP和AMD都是由于視網(wǎng)膜光感受器受損而導(dǎo)致的失明。RP的發(fā)病率顯著低于AMD，且好發(fā)于相對(duì)年輕的患者。因此，將視網(wǎng)膜假體應(yīng)用于RP患者具有突出意義，緊隨其后的是AMD患者。當(dāng)然，對(duì)于投資者來(lái)說(shuō)，將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于AMD患者的潛力極具吸引力，因?yàn)锳MD患者數(shù)量很多，而且隨著發(fā)達(dá)國(guó)家老齡化程度的加深，這類患者必將在未來(lái)幾十年內(nèi)顯著增加。確實(shí)，開發(fā)出將該新技術(shù)應(yīng)用于AMD患者的潛能是必然的趨勢(shì)。這是由于開發(fā)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)接口的技術(shù)成本高昂，如果沒(méi)有日后在大量患者群體中的應(yīng)用作為支撐，那么從商業(yè)角度考慮這是不可能的。二、視網(wǎng)膜假體和視皮層假體多種原因使得視網(wǎng)膜假體比視皮層假體或植入視覺(jué)系統(tǒng)中其他部位的假體更早進(jìn)入臨床。每個(gè)需要視覺(jué)假體的患者一定是雙目失明的，并且希望重獲視覺(jué)，即使僅僅是單眼的部分視覺(jué)也好。視網(wǎng)膜假體的優(yōu)點(diǎn)有：一是單一視網(wǎng)膜假體可恢復(fù)部分視覺(jué)功能，而視皮層假體則需要兩個(gè)植入體，每個(gè)半球各一個(gè)，因?yàn)橛野肭蛞曈X(jué)皮層從左邊視野接收信息，而左半球視覺(jué)皮層從右邊視野接收信息。二是整個(gè)視野都會(huì)呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜表面。而對(duì)于視皮層假體來(lái)說(shuō)，視野中相當(dāng)一部分并不在大腦皮層表面呈現(xiàn)，而是隱藏在腦溝(大腦皮層內(nèi)褶)中，使得電刺激更難到達(dá)。三是視網(wǎng)膜假體在組織排斥性方面比視皮層假體表現(xiàn)得更好。一旦植入體損傷了血管，那么組織的不良反應(yīng)將會(huì)加劇。視網(wǎng)膜有兩個(gè)血供來(lái)源：脈絡(luò)膜毛細(xì)血管供給和視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈系統(tǒng)供給。兩種視網(wǎng)膜假體，即置于退化的光感受器位置的視網(wǎng)膜下視覺(jué)假體和與視網(wǎng)膜內(nèi)界膜相鄰的視網(wǎng)膜上視覺(jué)假體，都不會(huì)接觸到血管。相反，利用了刺入式電極的視皮層假體會(huì)侵入大量為大腦皮層供血的毛細(xì)血管床和大血管。影響視覺(jué)假體的技術(shù)難題與影響其他大腦植入體的難題是一樣的。例如，在植入假體和電刺激的過(guò)程中，如何將其對(duì)組織和電極的損害降到最??；如何在大腦的電解質(zhì)環(huán)境中保護(hù)電子設(shè)備；如何更好地匹配植入體堅(jiān)硬的機(jī)械性能與大腦柔軟的性能；如何對(duì)植入體進(jìn)行供電以及在植入體之間進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)；如何保證植入體不會(huì)干擾大腦細(xì)胞的養(yǎng)分供給；如何將電刺激過(guò)程中的組織發(fā)熱降到最低等。視皮層假體還有一些特定的技術(shù)難題。若要達(dá)到所提出的利用視覺(jué)假體使失明患者達(dá)到正常人的閱讀速度這一目的，需要的電極數(shù)量要比現(xiàn)在可用的視網(wǎng)膜假體數(shù)量多很多。事實(shí)上，若要達(dá)到這一目的，需要開發(fā)由新材料制成的電極，但該應(yīng)用尚未獲得監(jiān)管部門的認(rèn)可。許多研究人員已經(jīng)開始研究電荷傳輸能力高于標(biāo)準(zhǔn)鉑電極的材料，因?yàn)橐氆@得更高的電極密度，電極體積需要更小，所以開發(fā)更多的這種材料十分必要。在獲得更快的閱讀速度方面，視皮層假體優(yōu)于視網(wǎng)膜假體。事實(shí)上，與周邊視覺(jué)不同，中央視覺(jué)的呈現(xiàn)在視皮層是被放大的，因此合理的電極分布可獲得更好的視覺(jué)敏銳度。但對(duì)于視網(wǎng)膜假體來(lái)說(shuō)，刺激中央視網(wǎng)膜卻無(wú)法完成。因?yàn)榇藚^(qū)域的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(即輸出細(xì)胞)擁擠堆疊，并且從中央凹錯(cuò)位，所以如果植入視網(wǎng)膜假體，很難想象這些中央視覺(jué)的重要推動(dòng)力，即主要完成仔細(xì)觀查物體和閱讀的視覺(jué)功能，能夠有效地工作。視皮層假體還有另外一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)：解決了那些因視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞缺失導(dǎo)致的失明問(wèn)題，如眼球摘除或青光眼，這是不可治愈性失明的主要原因，也是患者所患的疾病。但技術(shù)問(wèn)題也許并不是阻礙視覺(jué)假體發(fā)展的主要原因。除此之外，還有許多經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素需要考慮在內(nèi)。（一）經(jīng)濟(jì)考量因素關(guān)注視覺(jué)假體的經(jīng)濟(jì)學(xué)家提出了關(guān)于醫(yī)療保健分布的問(wèn)題。也許在視覺(jué)假體的開發(fā)期就給其成本定價(jià)有些過(guò)早，但是回想起來(lái)耳蝸和腦深部刺激(DBS)植入體也存在相同的問(wèn)題。這些醫(yī)療技術(shù)都存在著分布不均的問(wèn)題，從總體上也反映了世界性醫(yī)療保健資源的分布不均。歐洲、北美洲、亞洲的發(fā)達(dá)地區(qū)和大洋洲是最早的受益者。中國(guó)等發(fā)展較快的國(guó)家也會(huì)受益，這些國(guó)家起初通常是期望通過(guò)捐助機(jī)構(gòu)來(lái)打開商業(yè)市場(chǎng)。分布不均的問(wèn)題同樣也存在于發(fā)達(dá)國(guó)家。在美國(guó)，一項(xiàng)涉及50多萬(wàn)帕金森病醫(yī)療保險(xiǎn)受益人的研究中，男性、白人患者比女性、非裔美國(guó)患者或亞裔患者更易獲得DBS植入體。另外還存在成本效益的問(wèn)題。無(wú)論是耳蝸還是DBS植入體，都是評(píng)估這類治療的收益與成本的研究對(duì)象。將貨幣價(jià)值賦予視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)功能的修復(fù)或運(yùn)動(dòng)性能的提高顯然不是大家都認(rèn)可的事情，但是如果我們要評(píng)估大腦植入體技術(shù)的成效，這種做法就是必須的。對(duì)帕金森病患者DBS植入體有效性進(jìn)行評(píng)估的研究表明患者術(shù)后生活質(zhì)量有所提升。但是，據(jù)筆者所知，并沒(méi)有經(jīng)濟(jì)學(xué)家參與這項(xiàng)評(píng)估，因此一定會(huì)有人質(zhì)疑其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。這項(xiàng)研究的另一個(gè)問(wèn)題在于生活質(zhì)量的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。世界衛(wèi)生組織(WHO)有“世界衛(wèi)生組織生存質(zhì)量測(cè)定量表簡(jiǎn)表”(WHOQOL-BREF)，美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心(USCenterforDiseaseControl)設(shè)立了“健康相關(guān)生活質(zhì)量”的項(xiàng)目(HRQOL)，美國(guó)健康人民戰(zhàn)略(USHealthyPeople.gov)也對(duì)“健康相關(guān)生活質(zhì)量”(HRQoL)進(jìn)行了定義。此外，還有為特殊醫(yī)療群體制定的標(biāo)準(zhǔn)：①美國(guó)東部腫瘤協(xié)作組(EasternCooperativeOncologyGroup)量表，②紐約心臟病協(xié)會(huì)(NewYorkHeartAssociation)量表，③腦卒中專用生活質(zhì)量量表(SS-QOL)。聽(tīng)覺(jué)方面，有格拉斯哥效果評(píng)定表(GBI)。因此，總體來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有一個(gè)被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)可以用來(lái)評(píng)估患者能夠從視覺(jué)假體中獲得多大益處，而且也沒(méi)有建立一個(gè)在經(jīng)濟(jì)學(xué)上合理的評(píng)估手段來(lái)確定該種治療的合理貨幣價(jià)值，即成本效益的評(píng)估還遠(yuǎn)沒(méi)有完成。（二）社會(huì)考量因素給醫(yī)學(xué)技術(shù)帶來(lái)影響的挑戰(zhàn)來(lái)自技術(shù)本身想要幫助的患者群體。聽(tīng)力障礙人群反對(duì)耳蝸植入體，害怕這項(xiàng)技術(shù)會(huì)使他們的團(tuán)體分崩離析。聽(tīng)力障礙人群由于自身缺陷而團(tuán)結(jié)在一起，手語(yǔ)和唇讀發(fā)展完善，讓他們能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單交流、凝聚，并形成一個(gè)團(tuán)體。如果團(tuán)體中的成員將離開這個(gè)團(tuán)體并加入更大的聽(tīng)力正常群體，那么團(tuán)體中的其他人可能會(huì)很自然地由于害怕被拋棄而抵制這項(xiàng)會(huì)改變現(xiàn)狀的技術(shù)。一項(xiàng)革命性的技術(shù)同時(shí)也是破壞性的，并且需要付出代價(jià)。其中會(huì)有勝利者，也會(huì)有失敗者，但我們并非總能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)我們究竟屬于勝利者還是失敗者。我們還需要看到來(lái)自科學(xué)界的反對(duì)。沒(méi)人能比在這項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域或相關(guān)領(lǐng)域工作的科學(xué)家更清楚新技術(shù)的缺點(diǎn)。對(duì)于很多視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家來(lái)說(shuō)，視覺(jué)假體看上去過(guò)于簡(jiǎn)單。當(dāng)建立他們的視皮層假體時(shí)，人們就已經(jīng)知道在視覺(jué)皮層中接收中央視野信息的皮層組織遠(yuǎn)多于接收同樣視野大小區(qū)域的周邊視野信息的皮層組織。當(dāng)時(shí)，諾貝爾獎(jiǎng)得的工作極大地推動(dòng)了人們?cè)诩?xì)胞水平對(duì)視皮層信息處理的認(rèn)知。但這種認(rèn)知在假體設(shè)計(jì)過(guò)程中并沒(méi)有被考慮在內(nèi)，也許是因?yàn)楫?dāng)時(shí)人們認(rèn)為不需要這么多細(xì)節(jié)。現(xiàn)在我們對(duì)視覺(jué)信息在大腦皮層中的處理有了更復(fù)雜的理解，這其中涉及很多獨(dú)立的皮層區(qū)域，大量不同的細(xì)胞類型，以及許多皮層區(qū)域間和皮層與皮層下區(qū)域間的周期性連接。現(xiàn)代視皮層假體的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)這些比當(dāng)時(shí)更為復(fù)雜的系統(tǒng)時(shí)，很難涵蓋我們現(xiàn)在已有的對(duì)視覺(jué)認(rèn)知的了解，但也許這樣做是對(duì)的。針對(duì)帕金森病的DBS植入體已經(jīng)取得了巨大成功，盡管研究人員并不十分清楚其發(fā)揮作用的機(jī)理，并且植入體的開發(fā)對(duì)DBS涉及的神經(jīng)通路的理解的應(yīng)用也十分有限。然而，這種做法受到了來(lái)自神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)團(tuán)體的阻力，這些科學(xué)家很自然地認(rèn)為他們的發(fā)現(xiàn)應(yīng)該被接收并應(yīng)用到視覺(jué)功能修復(fù)技術(shù)中。技術(shù)開發(fā)者所面臨的問(wèn)題是解釋目前為何我們的很多認(rèn)知已經(jīng)到了很細(xì)節(jié)的水平但卻不能應(yīng)用到技術(shù)中，此外還應(yīng)該考慮到知識(shí)進(jìn)步。今天，我們對(duì)視皮層的理解遠(yuǎn)比20世紀(jì)60年代發(fā)明他們的視覺(jué)假體時(shí)豐富得多。盡管五年后我們的知識(shí)將比現(xiàn)在豐富很多，但失明患者也有權(quán)利期待我們現(xiàn)在就開發(fā)出能夠提高他們生活質(zhì)量的技術(shù)，即使這些技術(shù)并不完善。今天的神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)現(xiàn)也許在2115年才能夠更好地幫助患者恢復(fù)視覺(jué)，但這不應(yīng)成為阻礙目前技術(shù)研發(fā)的理由。三、大腦可塑性和視覺(jué)恢復(fù)不管視覺(jué)假體如何發(fā)展，我們都清楚若要獲得視覺(jué)假體的最大功能就需要在病人個(gè)體上進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。在發(fā)明視覺(jué)假體時(shí)，人們普遍認(rèn)為成年人大腦有著最小的可塑性。但是，隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)視皮層和大腦可塑性的認(rèn)識(shí)也發(fā)生了極大的變化，成年人大腦的可塑性也得到了很好的確認(rèn)，如卒中的康復(fù)就是基于此原理。在過(guò)去，人們很難想象成年人大腦的改變能力，比如成年人學(xué)習(xí)外語(yǔ)比兒童更困難。然而，成年人和兒童的這種學(xué)習(xí)能力的差異在視覺(jué)假體的應(yīng)用中還是應(yīng)該考慮的：視覺(jué)假體成年接受者在理解假體呈現(xiàn)的不完整符號(hào)表達(dá)的含義時(shí)，與功能正常的視覺(jué)系統(tǒng)提供的信息相比，可能要困難得多。一些視覺(jué)假體領(lǐng)域的研究團(tuán)體已經(jīng)開始考慮制定訓(xùn)練常規(guī)流程?？祻?fù)訓(xùn)練也是這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要組成部分，但研究人員卻很容易忽略。四、結(jié)論總的來(lái)說(shuō)，在經(jīng)歷了一系列假曙光之后，我們也許迎來(lái)了視覺(jué)假體時(shí)代的真正曙光。但是為了確保我們現(xiàn)在迎來(lái)的是真正的曙光，還有很多挑戰(zhàn)需要面對(duì)和突破。技術(shù)難題留給工程師團(tuán)體解決，我們需要保持警覺(jué)以確保患者群體的期待始終處于現(xiàn)實(shí)水平。除此之外，開發(fā)者還要考慮取得成功的路徑，包括考慮該技