视觉是人类感知世界的重要工具,据统计人类从外界获得信息的总量中有70%以上来自视觉。然而,在世界上有视力残疾的人约为1.8亿,其中盲人有4500万;而中国则是全球盲人最多的国家,约有500万人。社会上对视觉丧失的人工修复研究有着极高的需求。目前已有许多科学小组致力于人工视觉修复和人工视觉假体的研究与开发,并取得一定的研究成果。人工视觉假体根据其刺激电极在视路上植入的位置可以分为视皮层、视网膜、视神经假体。每类假体都是通过一定模式电刺激视觉系统,使神经组织产生兴奋并在视皮层诱发光幻视而形成人工视觉的。因此,研究电刺激视觉系统神经组织在视皮层响应的特性,了解视皮层对于电刺激的响应规律,对设计合适的电刺激参数具有十分重要的意义。本文研究了基于视神经假体视觉修复的刺入式电极视神经电刺激诱发视皮层响应的时间特性,为视神经假体视觉修复提供了微电流刺激方面的实验学研究基础。本文的研究内容主要包括以下几个方面:一、确定了实验动物模型,并对实验动物视神经结构进行了详细的研究,明确了视神经电极植入的合适位置。二、设计视神经电刺激的电流波形参数,制作刺入式刺激电极和记录电极阵列,并编写了可供实验平台使用的软件。三、开展大量的眶内段刺入式视神经刺激电生理实验,具体研究改变电刺激的强度、脉宽、频率和波形等刺激参数条件下动物视皮层响应的不同时间特性。四、对视神经刺激位点进行组织学分析检测,评估视神经暴露手术和电刺激对视神经组织的损伤情况。五、对实验数据进行了分析,得到了刺激的阈值以及具体的视皮层响应的时间规律信息。本文的创新之处在于,系统地研究了刺入式电极电刺激视神经诱发视皮层响应的时间响应特性,首次提出了基于视神经视觉假体的电刺激参数参考范围值,为视神经微刺激器和电极的设计提供了可靠的实验数据。本文结果表明,对于视神经电刺激,采用短脉宽(<0.5ms)、低频率(1-2Hz)、对称幅度负相在先脉冲的电流刺激可以更为有效地诱发视皮层的响应,可以作为以后的视神经电刺激器的刺激参数设计。