《科学》刊文！复旦科学家通过脑机接口，使失明动物恢复视觉功能

6月6日(rì)凌晨2点，中国科学家在《科学》（Science）杂志上线的最新(zuìxīn)研究成果显示，借助脑机接口等技术(jìshù)，新一代视觉假体不仅使失明动物恢复可见光视力，还(hái)可扩展其视觉功能，这为失明患者复明提供了新可能。 团队合影(héyǐng)（从(cóng)左至右：王水源、胡伟达、张嘉漪、周鹏） 温丛健 摄 上述科研成果由复旦大学集成电路与微纳(wēinà)电子创新学院周鹏/王水源团队、脑科学(nǎokēxué)研究院(yánjiūyuàn)张嘉漪/颜彪团队联合(liánhé)中国科学院上海技术(jìshù)物理研究所胡伟达团队合作完成，研究题为《碲纳米线视网膜假体增强失明视觉(shìjué)》（“Tellirium Nanowire Retinal Nanoprosthesis Improves Vision in Models of Blindness”）。 研究显示，该团队开发出全球首款光谱覆盖范围极广（470-1550nm，从(cóng)可见光延伸(yánshēn)至近红外二区）的视觉假体，该假体无需依赖任何外部设备，即可使失明动物模型恢复可见光视觉能(néng)(néng)力，还能赋予动物感知红外光，甚至识别红外图案的“超视觉”功能，也就是在黑暗中(zhōng)也能看见事物。 超(chāo)视觉假体实物样品 温丛健 摄 该(gāi)科研(kēyán)团队在接受澎湃新闻记者采访时表示，通常而言的(de)“可见光”，指人类视网膜可感知的光谱(guāngpǔ)范围（380-780nm）。在全球，有超2亿的视网膜变性（感光细胞死亡）患者无法感受这样的“光明(guāngmíng)”。此次，复旦联合上海技物所科研团队研制出碲纳米线网络（TeNWNs）视网膜假体，该器件的光电流密度(diànliúmìdù)达到了当前已知体系的最高水平，并首次实现了国际(guójì)上光谱覆盖最宽的视觉重建与拓展，范围横跨可见光至近红外二区。 TeNWNs光电流密度和光谱(guāngpǔ)范围 当TeNWNs假体(jiǎtǐ)植入眼底(yǎndǐ)后，可在视网膜中替代凋亡的感光细胞接收光信号，并将其转化为电信号。这是一种广义脑机接口技术。在光的照射下，它能高效产生微电流，直接激活视网膜上尚存活的神经细胞。这种完全自供电、无需外接设备的特性，成功让实验室里(lǐ)的失明小鼠重新获得(huòdé)了对(duì)可见光的感知能力。 TeNWNs修复和(hé)增强盲人视觉示意图及作用机制 同时，科研团队在非人灵长类动物（食蟹猴）模型上的(de)实验也验证了该假体的有效性。植入半年后，动物模型均未观察到任何(rènhé)不良排异反应，这为后续推进临床(línchuáng)应用转化奠定了重要基础。目前，团队已着手深入研究视觉(shìjué)假体与视网膜的高效耦合机制。 值得关注的(de)(de)是，该(gāi)假体不仅能修复可见光视觉，更能将视觉感知拓展至红外波长范围。这种融合(rónghé)了“仿生修复”与“功能拓展”的双重特性，既规避了侵入性脑部手术的风险，又突破了人类天然视觉的物理极限。同时，它也带来对医学伦理挑战。 该团队告诉记者，考虑到目前医学伦理的(de)限制，研究暂时不会进入临床试验阶段。不过(bùguò)，展望未来，这种新一代超视觉(shìjué)假体技术能让失明者重新感受到视觉，也有望(yǒuwàng)为人类打开一扇超越生理极限的感知之窗。 2021年，该团队就在国际上首次(shǒucì)提出了(le)单器件感存算功能的(de)集成，真实模仿了视网膜完整架构，成果发表于《自然-纳米(nàmǐ)科技》（Nature Nanotechnology），这成为了本次研究(yánjiū)开展的重要基础。此后，团队率先(shuàixiān)把目光(mùguāng)瞄准了最为(zuìwèi)关键的视觉功能。2023年，团队在国际上首次基于纳米材料成功开发了第一代人工光感受器，这也是本次研究的前身。相关成果发表于《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）。除了本次发表的“盲视”，还包括神经调控、功能恢复、脑机/脑脊接口……研究探索之路仍(réng)在继续。 “尽可能(jìnkěnéng)帮助(bāngzhù)失明患者、为其提供更多复明可能，始终是我们团队研究的初心。”该研究团队成员说，他们(tāmen)的研究策略是双轨并行：除了开发生物假体材料（如人工光感受器）进行生物替代(tìdài)，也在同步探索(tànsuǒ)针对失明的基因治疗手段。“在疾病早期阶段，可以尝试基因治疗等生物干预；到了晚期(wǎnqī)，若感光细胞(xìbāo)已凋亡且缺乏生物靶点，则可以采用假体进行替代。”这两种路径相辅相成，有望覆盖更多处于不同疾病阶段的失明患者。 澎湃(pēngpài)新闻记者 李佳蔚 (本文来自澎湃新闻，更多原创资讯请下载(xiàzài)“澎湃新闻”APP)