6月6日凌晨2點，中國科學家在《科學》（Science）雜志上線的最新研究成果顯示，借助腦機接口等技術，新一代視覺假體不僅使失明動物恢復可見光視力，還可擴展其視覺功能，這為失明患者復明提供了新可能。
團隊合影（從左至右：王水源、胡偉達、張嘉漪、周鵬）溫叢健攝
上述科研成果由復旦大學集成電路與微納電子創(chuàng)新學院周鵬/王水源團隊、腦科學研究院張嘉漪/顏彪團隊聯(lián)合中國科學院上海技術物理研究所胡偉達團隊合作完成，研究題為《碲納米線視網(wǎng)膜假體增強失明視覺》（“Tellirium Nanowire Retinal Nanoprosthesis Improves Vision in Models of Blindness”）。
研究顯示，該團隊開發(fā)出全球首款光譜覆蓋范圍極廣（470-1550nm，從可見光延伸至近紅外二區(qū)）的視覺假體，該假體無需依賴任何外部設備，即可使失明動物模型恢復可見光視覺能力，還能賦予動物感知紅外光，甚至識別紅外圖案的“超視覺”功能，也就是在黑暗中也能看見事物。
超視覺假體實物樣品溫叢健攝
該科研團隊在接受澎湃新聞記者采訪時表示，通常而言的“可見光”，指人類視網(wǎng)膜可感知的光譜范圍（380-780nm）。在全球，有超2億的視網(wǎng)膜變性（感光細胞死亡）患者無法感受這樣的“光明”。此次，復旦聯(lián)合上海技物所科研團隊研制出碲納米線網(wǎng)絡（TeNWNs）視網(wǎng)膜假體，該器件的光電流密度達到了當前已知體系的最高水平，并首次實現(xiàn)了國際上光譜覆蓋最寬的視覺重建與拓展，范圍橫跨可見光至近紅外二區(qū)。
TeNWNs光電流密度和光譜范圍
當TeNWNs假體植入眼底后，可在視網(wǎng)膜中替代凋亡的感光細胞接收光信號，并將其轉化為電信號。這是一種廣義腦機接口技術。在光的照射下，它能高效產(chǎn)生微電流，直接激活視網(wǎng)膜上尚存活的神經(jīng)細胞。這種完全自供電、無需外接設備的特性，成功讓實驗室里的失明小鼠重新獲得了對可見光的感知能力。
TeNWNs修復和增強盲人視覺示意圖及作用機制
同時，科研團隊在非人靈長類動物（食蟹猴）模型上的實驗也驗證了該假體的有效性。植入半年后，動物模型均未觀察到任何不良排異反應，這為后續(xù)推進臨床應用轉化奠定了重要基礎。目前，團隊已著手深入研究視覺假體與視網(wǎng)膜的高效耦合機制。
值得關注的是，該假體不僅能修復可見光視覺，更能將視覺感知拓展至紅外波長范圍。這種融合了“仿生修復”與“功能拓展”的雙重特性，既規(guī)避了侵入性腦部手術的風險，又突破了人類天然視覺的物理極限。同時，它也帶來對醫(yī)學倫理挑戰(zhàn)。
該團隊告訴記者，考慮到目前醫(yī)學倫理的限制，研究暫時不會進入臨床試驗階段。不過，展望未來，這種新一代超視覺假體技術能讓失明者重新感受到視覺，也有望為人類打開一扇超越生理極限的感知之窗。
2021年，該團隊就在國際上首次提出了單器件感存算功能的集成，真實模仿了視網(wǎng)膜完整架構，成果發(fā)表于《自然-納米科技》（Nature Nanotechnology），這成為了本次研究開展的重要基礎。此后，團隊率先把目光瞄準了最為關鍵的視覺功能。2023年，團隊在國際上首次基于納米材料成功開發(fā)了第一代人工光感受器，這也是本次研究的前身。相關成果發(fā)表于《自然-生物醫(yī)學工程》（Nature Biomedical Engineering）。除了本次發(fā)表的“盲視”，還包括神經(jīng)調控、功能恢復、腦機/腦脊接口……研究探索之路仍在繼續(xù)。
“盡可能幫助失明患者、為其提供更多復明可能，始終是我們團隊研究的初心?！痹撗芯繄F隊成員說，他們的研究策略是雙軌并行：除了開發(fā)生物假體材料（如人工光感受器）進行生物替代，也在同步探索針對失明的基因治療手段?！霸诩膊≡缙陔A段，可以嘗試基因治療等生物干預；到了晚期，若感光細胞已凋亡且缺乏生物靶點，則可以采用假體進行替代?！边@兩種路徑相輔相成，有望覆蓋更多處于不同疾病階段的失明患者。
（原標題：《科學》刊文！復旦科學家通過腦機接口，使失明動物恢復視覺功能）
本文鏈接：http://www.enbeike.cn/news-8-5101-0.html我國科學家通過腦機接口使失明動物恢復視覺功能
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