6月6日凌晨,中国科学家在最新研究中借助脑机接口技术,开发出新一代视觉假体,使失明动物恢复可见光视力,并赋予其感知红外光的能力。
该成果由复旦大学团队与中科院上海技术物理研究所合作完成。研究论文题为《碲纳米线视网膜假体增强失明视觉》(Tellirium Nanowire Retinal Nanoprosthesis Improves Vision in Models of Blindness),发表于《科学》杂志。
研究团队开发出全球首款光谱覆盖范围极广(470-1550nm)的视觉假体,无需依赖外部设备即可让失明动物模型恢复可见光视觉能力,同时赋予其感知红外光甚至识别红外图案的功能。
通常,“可见光”指人类视网膜可感知的光谱范围(380-780nm)。全球有超过2亿视网膜变性患者无法感知这一“光明”。复旦联合上海技物所团队研制出碲纳米线网络(TeNWNs)视网膜假体,光电流密度达到当前已知体系最高水平,并首次实现国际上光谱覆盖最宽的视觉重建与拓展。
当TeNWNs假体植入眼底后,可在视网膜中替代凋亡的感光细胞接收光信号并转化为电信号。这是一种广义脑机接口技术,在光照射下高效产生微电流,直接激活视网膜上尚存活的神经细胞。这种完全自供电特性成功让失明小鼠重新获得对可见光的感知能力。
此外,科研团队在非人灵长类动物(食蟹猴)模型上的实验也验证了假体的有效性。植入半年后,未观察到任何不良排异反应,为后续临床应用转化奠定基础。
值得关注的是,该假体不仅修复可见光视觉,还能将视觉感知拓展至红外波长范围,融合了仿生修复与功能拓展双重特性,突破了人类天然视觉的物理极限,同时也引发医学伦理讨论。
考虑到目前医学伦理限制,研究暂时不会进入临床试验阶段。但展望未来,这种新一代超视觉假体技术有望让失明者重新感受视觉,为人类打开超越生理极限的感知之窗。
2021年,该团队提出单器件感存算功能集成,模仿视网膜完整架构,相关成果发表于《自然-纳米科技》。2023年,团队基于纳米材料开发第一代人工光感受器,为本次研究奠定基础。
团队成员表示,帮助失明患者提供复明可能始终是研究初心。团队采取双轨策略:一方面开发生物假体材料进行生物替代,另一方面探索针对失明的基因治疗手段。两种路径相辅相成,覆盖更多处于不同疾病阶段的失明患者。
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