视网膜退化性疾病如视网膜变性和老年性黄斑病变等是引起失明的重要原因,在现阶段仍然没有有效的治愈手段。视觉假体作为一种可植入的微型电子设备,能够用于修复盲人的部分视觉功能,目前已取得了重要进展。其中,视网膜上假体是当前发展最迅速的一类视觉假体。但是由于视网膜上假体的电极阵列仅能覆盖有限的视野范围,并且电极数量有限,其修复效果与正常人的视觉相比仍有很大差距。具有大覆盖视野和高密度的电极阵列将成为视网膜上假体未来的主要发展趋势之一。而且,视网膜神经节细胞(Retina Ganglion Cell,RGC)数量和视网膜层厚随着视网膜离心度的增大而改变,不同的视网膜区域可能对电刺激表现出不同的响应特点,这对大尺寸和高密度电极阵列设计提出新的挑战,而通过研究不同视网膜区域RGC对电刺激的响应规律,可以为未来视觉假体电极阵列的设计提供优化方案,以提高视觉假体的空间分辨率和视觉修复效果。因此,本研究采用计算仿真建模的方法,基于人类和灵长类的视网膜形态学参数,建立了具有不同视网膜RGC密度分布及不同层厚的视网膜上假体的电刺激模型,用来对比研究高密度RGC分布的视网膜中心区域和低密度RGC分布的外周区,在单电极和双电极电刺激下的RGC群体响应的差异,包括在阈值,群体响应数量、面积和轮廓以及响应质心等方面的差异。并引入刺激电极产生的电势分布及其激活函数(Activating Function,AF)的方法,用于分析两个区域RGC对各种电刺激的响应规律的异同。在单电极刺激模型中,研究发现不同视网膜区域的RGC群体阈值差异主要与细胞密度有关。而改变电极直径和电极到视网膜距离,在相同阈值倍数的电流强度刺激下,中心区神经元的激活数量远大于外周区;并且小电极近距离电刺激极易在视网膜外周区引起RGC远端轴突的响应,从而使患者的视觉感知变形。因而,本研究提出了适当增大视网膜外周区域电极尺寸的设计思路,既能提高视网膜外周区域的组织安全性和足够神经元激活数量,同时又能降低视网膜外周区远端轴突被激活的可能性。此外,本研究在双电极同步电刺激下,初步探讨了视网膜中心和外周区域在不同电极大小、电极间距以及电极到视网膜距离下的RGC群体响应特点,以期为能够提高电刺激空间分辨率的电流导向技术提供理论依据。实验发现,对于视网膜中心区,在电极间距较大,电极到视网膜距离较近时,双电极同时刺激诱发的群体响应比较发散,而在外周区未诱发发散的群体响应,表明在视网膜外周区刺激电极设计时,适度增大电极间距仍然可能得到更集中的群体响应。本研究成果将为优化电极阵列设计,提高视网膜上假体空间分辨率提供一定的理论参考。