眼睛是心靈的窗戶，也是我們感知世界的重要器官之一。但是，全世界目前有大約 3200 萬盲人，如此巨大的一個數字，使得重建盲人的視覺系統成為了醫學領域重點關注的方向之一。

目前，已經該有多種方式可以使視覺系統得以改善，比如通過逆轉視力受損細胞的方式使動物重見光明，以及通過腦皮層植入的方式在腦海中展現特定內容。同樣，隨著電子集成的發展，仿生眼也進入了臨床試驗階段。

近日，來自瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的研究人員成功研發了一種性能更優越的視網膜植入物，通過植入患者眼睛內，就可以使患者重見光明。

新型的視網膜植入物由高度柔性的材料制成，并包含光伏像素。研究人員表示，這種視網膜植入物預計將為佩戴者提供 46 度的視野（而其他視網膜植入物只能幫助患者恢復 20 度左右的視野）和更好的分辨率。

對于盲人群體來說，新型視網膜植入物意義重大，因為這款產品不僅可以使他們恢復部分視野，還能顯著改善他們的生活質量。

現有植入產品效果不佳

使盲人重見光明，聽起來是一件讓人不可思議的事情，甚至像是科幻小說里面的情節。一直以來，這也是科學家們面臨的最大挑戰之一。

在現有盲人人群中，大約有 200 萬～400 萬人是由于視網膜中光敏細胞丟失導致的失明。對于這種類型的失明，最有希望的治療方法是將一種包含刺激視網膜細胞的電極的視網膜植入物放入眼睛中。

現有的視網膜植入物通常由直接放置在視網膜上的電極網格組成。將植入物連接到一副眼鏡、一臺照相機和一臺便攜式微型計算機上。相機捕捉進入植入者視野的圖像，并將這些圖像發送到計算機，計算機將它們轉換成電信號，然后傳輸到電極。電極根據在視野中檢測到的光模式刺激視網膜神經節細胞。

但是，植入者為了過上正常的生活，要求必須恢復至少 40 度的視野，但是目前的植入物產品效果不佳，只能幫助患者恢復 20 度的視野，這些佩戴者仍然被認為是盲人。

Diego Ghezzi 是 EPFL 工程學院神經工程學（LNE）Medtronic 主席，他和他的團隊自 2015 年以來一直在開發一種視網膜植入物，這種植入物可以與配備攝像頭的智能眼鏡和微型計算機配合使用。“我們的系統通過使用電極刺激視網膜細胞的方法，可以為盲人提供一種人工視覺。”Ghezzi 說。

同時，佩戴者們必須學會如何 “解釋” 傳入的視覺，以便 “看到” 圖像。圖案越多、越細致，佩戴者就越容易識別它們。

Ghezzi 補充道：“就像人們看著夜空中的星星一樣，我們可以學會識別特定的星座。盲人會看到與我們觀測星空系統相似的東西。”

10500 個電極，讓盲人 “看” 得更清晰

與傳統的植入物一樣，EPFL 的植入物由像素陣列、眼鏡和照相機組成，但不同的是，這種新型視網膜植入物沒有電線。同時，這種植入物還具有較大的表面積，從而起到擴大視野并提高圖像質量的作用，更大的尺寸也意味著更多的視網膜細胞被光伏像素刺激。

LNE 的科學家 Laura Ferlauto 表示：“這種植入物將擴大視野。現有的植入物只能刺激視網膜中心的細胞。” 實驗室的博士生 Na?gChenais 補充道：“這也意味著我們可以增加光伏像素的數量，從而使圖像更加清晰。”

在解決像素問題的同時，研究團隊使用了視野和分辨率這兩個參數來評估他們的系統，他們開發的視網膜植入物包含 10500 個電極，每個電極都可以產生一個光點。

Ghezzi 說：“我們不確定電極是太多還是不夠。我們必須找到正確的電極數量，這樣才能使出現的圖像不會變得太難辨認。這些點的距離必須足夠遠，從而幫助患者區分彼此接近的兩個點，但是必須有足夠多的點，才能提供足夠大的圖像分辨率。”

同時，研究人員還必須確保每個電極都能可靠地產生一個光點。Ghezzi 解釋道：“我們想確保兩個電極不會刺激視網膜的同一個地方。因此，我們進行了電生理測試，其中包括記錄視網膜神經節細胞的活性。結果證實，每個電極確實激活了視網膜神經節細胞的不同部分。”

根據目前模擬的結果顯示，所選的點數量以及電極數量效果良好，可以給患者帶來真正的好處。此外，研究人員還以恒定的分辨率、不同的視場角進行了測試。“我們從 5 度開始，一直測試到 45 度，我們發現飽和點為 35 度，超過這個點后，植入物可以保持穩定。”Ghezzi 說。

這些實驗的結果可以充分表明，相比于現有的視網膜植入物產品，這種新型視網膜植入物的效果更佳。

尚未進行人體試驗

到目前為止，現有的視網膜植入物的尺寸主要受到眼睛手術切口長度的限制。“切口必須盡可能小，這樣才能避免損壞組織。” Chenais 說。

為了克服這個障礙，研究人員選擇使用了一種非常柔韌的材料。這使得植入物能夠在手術過程中折疊，從而可以插入更大的植入物，而不必延長切口長度。

而且這種材料是一種透明的、無毒的聚合物，已經在醫學領域長期使用。LNE 的另一名博士生 Marta Airaghi Leccardi 表示：“因為聚合物具有柔韌性，所以植入物可以彎曲到眼睛的曲率，并與視網膜神經節有更大的接觸。” 在第一輪測試中，原型被證明是無毒的，并成功增加了視野和視敏度。

目前唯一的問題是，該系統還沒有在人體上進行測試。Ghezzi 說：“由于獲得醫療批準需要很長的時間，我們目前還沒有獲得將我們的設備植入人類患者體內的授權。”

因此，他們下一步將是盡快進行體內試驗驗證，以研究其他一些相關因素的影響。“看到人類如何適應這種新的視覺方式也很有趣，這與我們的自然視野是不同的。”Ferlauto 說。

雖然目前恢復視覺仍是一個比較科幻的領域，但是，這項研究或許可以讓我們相信，在未來某一天科技的力量真的可以使人們恢復視覺。

責任編輯：lq6