在人类探索生命奥秘与科技前沿的征程中,攻克失明难题一直是科学界不懈追求的目标。6 月 6 日凌晨 2 点,一则令人振奋的消息登上国际顶级学术期刊《科学》(Science)—— 复旦大学的科学家们通过脑机接口等技术,成功研制出新一代视觉假体,不仅让失明动物恢复了可见光视力,更赋予它们 “超视觉” 功能,为全球超 2 亿视网膜变性患者带来了复明的新希望。

这项科研成果由复旦大学集成电路与微纳电子创新学院周鹏 / 王水源团队、脑科学研究院张嘉漪 / 颜彪团队,联合中国科学院上海技术物理研究所胡伟达团队携手完成。他们的研究论文《碲纳米线视网膜假体增强失明视觉》,向世界展示了中国科研团队在视觉修复领域的卓越创新能力。
传统意义上的 “可见光”,是人类视网膜能够感知的光谱范围,即 380 – 780nm。然而,对于视网膜变性患者来说,这一 “光明” 却遥不可及,因为他们的感光细胞已经死亡。而此次复旦联合上海技物所科研团队研制出的碲纳米线网络(TeNWNs)视网膜假体,堪称视觉修复领域的一次革命性突破。它的光谱覆盖范围极广,达到 470 – 1550nm,从可见光延伸至近红外二区,光电流密度更是达到了当前已知体系的最高水平,实现了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,就如同为失明者安装了全新的 “感光元件”。它能够替代凋亡的感光细胞接收光信号,并将其转化为电信号。这一过程运用的广义脑机接口技术,在光的照射下,能高效产生微电流,直接激活视网膜上尚存活的神经细胞。与以往需要依赖外部设备的视觉假体不同,TeNWNs 视网膜假体完全自供电,这一特性使得实验室里的失明小鼠重新获得了对可见光的感知能力。
科研团队并未满足于此,他们在非人灵长类动物(食蟹猴)模型上进一步验证了该假体的有效性。令人欣喜的是,植入半年后,动物模型均未观察到任何不良排异反应,这无疑为后续推进临床应用转化奠定了坚实基础。目前,团队正深入研究视觉假体与视网膜的高效耦合机制,力求让这一技术更加完善。
更为惊艳的是,TeNWNs 视网膜假体不仅能修复可见光视觉,还能将视觉感知拓展至红外波长范围。这意味着,未来失明患者不仅能够重见 “光明”,甚至还能拥有在黑暗中 “视物” 的 “超能力”。这种融合了 “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。不过,随之而来的医学伦理问题也引发了广泛关注。团队表示,考虑到目前医学伦理的限制,研究暂时不会进入临床试验阶段,但他们对未来充满信心,相信这项技术将为人类打开一扇超越生理极限的感知之窗。
回顾这支科研团队的探索之路,可谓硕果累累。2021 年,他们就在国际上首次提出了单器件感存算功能的集成,真实模仿了视网膜完整架构,相关成果发表于《自然 – 纳米科技》,为此次研究奠定了重要基础。2023 年,团队基于纳米材料成功开发了第一代人工光感受器,成为本次研究的前身。如今,从 “盲视” 到神经调控、功能恢复、脑机 / 脑脊接口等领域,他们的探索脚步从未停歇。
“尽可能帮助失明患者、为其提供更多复明可能,始终是我们团队研究的初心。” 研究团队成员的话语掷地有声。他们采用双轨并行的研究策略:一方面开发生物假体材料进行生物替代,另一方面同步探索针对失明的基因治疗手段。在疾病早期阶段,尝试基因治疗等生物干预;到了晚期,若感光细胞已凋亡且缺乏生物靶点,则采用假体进行替代。这两种路径相辅相成,有望为不同疾病阶段的失明患者带来全面的治疗方案。
复旦科学家们的这项研究成果,不仅是科技与医学的深度融合,更是人类对生命奇迹的不懈追求。随着研究的不断深入,我们有理由相信,在不久的将来,失明患者将告别黑暗,重新拥抱五彩斑斓的世界,而 “超视觉” 也将成为人类探索未知的全新助力。