復旦團隊為四名無光感患者植入人工視網膜假體,第二代成果刊於《科學》
追光:视觉脑机接口的中国突破丨两说
復旦大學張嘉漪團隊以人工光感受器技術,為四名無光感患者完成植入手術,並已開發第二代產品。第一代術後10個月,有患者視力恢復至0.025,可感知家中門窗和窗框,但仍未達脱盲標準。第二代碲納米線陣列在盲鼠實驗中可分辨圓形和三角形,並能感知近紅外光,相關成果於2025年刊於《科學》。
一片比蝉翼还薄的材料,植入眼底,不需要电池,也没有导线。它替失去感光功能的视网膜,重新接住了光。
10月15日国际盲人节到来前夕,我们一行拜访了复旦大学脑科学研究院的张嘉漪教授。她已经与复旦大学附属眼耳鼻喉科医院深度合作,用人工光感受器技术,成功为四例无光感患者完成人工光感受器植入手术。与马斯克的Neuralink往大脑里植入芯片不同,这项技术是将人工视网膜假体植入眼睛,不用外电源,不接电线。并且已经开发了第二代产品。

一、视觉修复技术突破:给眼睛“补”上一块感光层
人类每天接收到的外界信息大约80%来自视觉。张嘉漪教授打过一个比方:“眼睛里的感光细胞凋亡了,就像相机里的CMOS感光芯片坏了。”
可人的视网膜怎么换?
团队的思路是:把一片极薄的光电纳米材料植入眼底,让它在光照下产生微弱的光电流,去激活视网膜上还活着的神经细胞,再把视觉信息送回大脑。
“摘掉眼罩之后,他立刻就有了光感的恢复。”张嘉漪介绍。跟心脏起搏器不一样,它不需要电池,也不用外接电线。规避了很多风险。

二、从氧化钛到碲:技术迭代有何进步?
实验室里,张嘉漪拿出那枚小小的材料给我们看:只有2毫米×2.5毫米。显微镜下,它一角被特意切出斜面,好让医生分清正反面,产生光电流、激活神经元。
第一代已让患者“重见光明”:术后10个月,有患者视力恢复到0.025,能感知家里的门窗和窗框,一位患者还“看到了家里的微波炉”。甚至团队发现,即使已经60多岁的人,大脑还存在可塑性。
但这一代的修复,还没有达到脱盲的标准,它规避了高成本和潜在的高风险,但是还需要进一步的提高分辨率。
于是有了第二代:碲纳米线阵列。2025年,成果以《碲纳米线视网膜假体增强失明视觉》为题登上《科学》。动物实验里,植入后的盲小鼠能分辨圆形和三角形。更意外的是,它还能感知近红外光,让人“看见”肉眼看不到的红外世界。
这份成果,来自张嘉漪/颜彪团队与复旦大学集成电路与微纳电子创新学院周鹏/王水源团队、中国科学院上海技术物理研究所胡伟达团队的三方联手。

三、三个团队,如何在同一间实验室里“对上话”
医工交叉听起来很美,刚开始做起来却处处是坎。
“最开始我们三方是各自为战的。”张嘉漪回忆,问题很快出现了:材料这边物理表征明明很好,到了生物实验室却激活不了细胞,“就变成了一个各说各话的状态”。
转折点,是让不同专业的研究人员坐到生物实验室里跟着做实验。亲眼看过,才明白材料制备该往哪里改。三方必须在同一个物理空间里,协作才真正高效。张嘉漪透露:“各自的工具包都不太确定,在过程中遇到了由于学科交叉会产生一些新的问题,那这个问题如果单靠一个团队是很难解决,然后我们就把问题抛给几个团队,然后他们就说我有这个工具,我可以做,工具包就这么打通了。”

四、响起的是手术室里的音乐,安抚的是众人的情绪
从实验室终于走到了手术室。在为患者做人工光感受器植入时,和张嘉漪合作的眼科医生放起了音乐。“大家立刻就放松下来。”她说,手术压力大,如果大家都绷着,氛围就是紧的。
最牵动她的,是患者的情绪。“他一开始很高兴,说我能看到光了;但又发现,很多东西还是看不到。”患者情绪低落时,团队也跟着反思,是不是自己还没做好?
五、一切只是序章
在张嘉漪眼里,让患者重见光影,只是开始。如何从看到光影,到看到光彩?她希望未来有一副智能化的VR虚拟现实眼镜,把适配患者植入材料的图景展示给他们。
还要多久?“四到五年,通常来说是一个节点。”尤其在人工智能等新的工具加持下,可能加速科研的进展速度。
基础研究需要心无旁骛,在张嘉漪看来,科研的投入并不在于短期资本的多少,而在于需要有在这个方面有干劲,用耐心陪跑技术。
谈到年轻人的择业方向,作为一名博导、教授,结合自己的经历,她的话很爽利:“中国和美国的实验室,目前已经没有很大的差距。对于还在考虑的年轻同行,我觉得无脑选中国。”她也记得自己不少同学因为擅长量化而被华尔街青睐,但她选择回国做基础研究:因为想“把一个问题比较彻底地搞清楚”。她相信跟年轻人一起在一个相对宽松的科研的环境下,就有可能做出新的突破。
她还纠正了一种偏见:做科研并不等于坐冷板凳,“我连奶茶都买不起,绝对不会。”她笑说,“在我们实验室,可以喝到很好的奶茶。”
在复旦大学脑科学研究院,全国重点实验室主要肩负着脑疾病的前沿诊治和新技术的研发,以及相关的脑疾病机制的研究。
在上海,已经集聚了约60家集脑机接口企业,成为中国脑机接口产业的核心高地。
在中国,“十五五”规划将脑机接口明确列为国家前瞻布局的重点方向。
当下很多人为AI人工智能的使用而焦虑,但也有人用科技为人类打开一扇窗,引进一道光。我们管这个叫初衷。

更多精彩内容,敬请关注10月14日周三晚22:30东方卫视《两说》节目;第一财经10月17日周六晚22:00播出。
來源:第一財經 · yicai.com