科學(xué)家開發(fā)新一代視覺假體賦予動物“超視覺”功能

6月6日，中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所胡偉達(dá)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)周鵬/王水源團(tuán)隊(duì)與張嘉漪/顏彪團(tuán)隊(duì)，開發(fā)出全球首款光譜覆蓋范圍極廣的可植入視覺假體。該假體無需依賴任何外部設(shè)備，即可使失明動物模型恢復(fù)可見光視覺能力，并賦予其感知紅外光甚至識別紅外圖案的“超視覺”功能。

當(dāng)前，全球有超過2億的視網(wǎng)膜變性患者，無法看到多彩的世界。近年來，學(xué)術(shù)界一直在探索通過人工方法進(jìn)行視覺修復(fù)，如利用光電二極管技術(shù)路線制備可植入的視網(wǎng)膜假體。但是，該方法制備工藝復(fù)雜，且感知的光譜波段范圍有限。而引入紅外視覺能夠使得人類擁有感知弱光信號的能力。

經(jīng)過反復(fù)的摸索和嘗試，該團(tuán)隊(duì)研制出能夠進(jìn)行高效光電轉(zhuǎn)換、寬譜響應(yīng)、安全植入的碲納米線網(wǎng)絡(luò)（TeNWNs）視網(wǎng)膜假體。TeNWNs假體能夠在無需外接電源供應(yīng)情況下，在生物視網(wǎng)膜中代替凋亡感光細(xì)胞，自發(fā)將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，進(jìn)而直接激活視網(wǎng)膜上尚存活的神經(jīng)細(xì)胞。TeNWNs假體融合了仿生修復(fù)與功能拓展的雙重特性，其光譜覆蓋范圍為470至1550納米，橫跨可見光至近紅外II區(qū)。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，一次微創(chuàng)且可逆的視網(wǎng)膜下植入手術(shù)可以修復(fù)可見光視覺，并能夠?qū)⒁曈X感知拓展至特定紅外波長范圍。進(jìn)一步，在讓實(shí)驗(yàn)室的失明小鼠重新獲得對可見光感知能力的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)在非人靈長類動物即食蟹猴模型上進(jìn)行了驗(yàn)證。團(tuán)隊(duì)同樣實(shí)現(xiàn)了無損可見視覺前提下的紅外視覺拓展。

這一研究有望突破現(xiàn)有視覺修復(fù)技術(shù)的局限，為拓展紅外視覺、探索新型視覺感知模態(tài)開辟臨床轉(zhuǎn)化路徑。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)》（Science）上。

來源：中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所