斯坦福大学的光动力眼部芯片让盲人重见光明

  经过数十年的反复试验，斯坦福医学院的科学家们为盲人患者带来了医学上罕见的奇迹——重见光明的机会。

  他们的无线 PRIMA 植入物，描述本周《新英格兰医学杂志》刊登的一篇文章，利用不可见光和米粒大小的芯片，帮助患有晚期黄斑变性的人们恢复阅读视力。

  PRIMA 系统由斯坦福大学物理学家和生物医学工程师 Daniel Palanker 领导，将视网膜下光伏植入物与增强现实眼镜配对，将图像直接投射到视网膜上，绕过受损的光感受器。

  “这不是矫正视力，而是帮助盲人恢复视力，”帕兰克告诉解密。

  该临床试验由匹兹堡大学医学院的 José-Alain Sahel 共同领导，合作者来自一个国际联盟，包括斯坦福大学、索邦大学、伦敦大学学院、伊拉斯姆斯大学医学中心、波恩大学和波尔多大学医院。

PRIMA 系统如何运作

  这系统这项技术将微型植入物与为其供电的眼镜相结合，微型植入物可以替代丢失的光感受器。眼镜捕捉视觉场景，并通过不可见的红外光将其投射出来，植入物将红外光转换成激活视网膜细胞的电信号。

  “每个像素就像一块小型太阳能电池板，将光转化为电流，”帕兰克解释道。

  这种基于光的方法允许植入物在没有电缆或外部电源的情况下运行，利用眼睛的自然透明度和存活的神经元。

  帕兰克在参加一次假肢会议后萌生了这个想法，当时大多数设计仍然依赖于金属丝。

  “我看到其他团队尝试用有线植入物来实现这一点，我认为这是错误的，因为眼睛是一个透明的器官——我们可以通过光来传递能量和信息，”他说。

  不像脑机接口PRIMA 绕过眼睛，直接解码来自大脑皮层的信号，在眼睛现有的电路中工作。每个像素将光转换成电脉冲，并通过视神经传输到大脑的视觉皮层。

  这使得PRIMA的侵入性远低于皮质接口。帕兰克表示，该系统采用与自然视觉相同的生物线路，让患者在视觉信息到达大脑后能够正常处理。

从创意到人体试验

  Palanker 于 2004 年开始开发 PRIMA。

  “2013年，我们在动物身上获得了良好的临床前数据。随后，法国成立了一家名为Pixium Vision的公司，将我们的植入物商业化，供人类使用，”他说。

  人体试验于2018年启动，对欧洲17家医院的38名患者进行了为期五年的随访。所有参与者年龄均超过60岁，且患有地图样萎缩（一种晚期黄斑变性）。

  Palanker 的团队正在开发 PRIMA 的更高分辨率版本，其像素尺寸缩小了五倍，可以显著提高视觉清晰度。他们还计划针对其他视网膜疾病（例如 Stargardt 病和视网膜色素变性）进行试验。

  虽然目前的植入物只能恢复黑白视觉，但未来的版本可以带来彩色和更精细的细节——使该技术更接近模仿自然视觉。

  对于失去阅读、驾驶或识别亲人能力的患者来说，这种进步代表着医学很少能提供的东西：恢复失去的感觉。

  “病人，当你能再次阅读、玩牌和填字游戏时，你的社交联系就会恢复，”帕兰克说。“这非常令人感动。”