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腦科學(xué)與微電子技術(shù)相融合 尋找賦予失明者光明的途經(jīng)
2025年06月06日 11:27:15
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：625
近日，復(fù)旦大學(xué)集成電路與微納電子創(chuàng)新學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)、腦科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過7年攻關(guān)，共同開發(fā)出全球首款光譜覆蓋范圍極廣的視覺假體。
眼睛是心靈的窗戶，是人類視覺形成的關(guān)鍵器官，通過眼睛我們得以觀察這個(gè)世界，欣賞它的美以及探索他的奧秘。與此同時(shí)，眼睛也是一個(gè)復(fù)雜且精妙的器官，它由多個(gè)部分組成，一旦其中一個(gè)部分受到損傷，視覺系統(tǒng)就會(huì)受到嚴(yán)重影響，甚至引起失明。
事實(shí)上，眼睛每個(gè)部分損傷的出現(xiàn)有可能是后天造成的，也可能是先天就存在的。因此，這個(gè)世界上存在著不少人視覺存在障礙，甚至是失明者。也正因如此，科學(xué)家一直在尋找治療眼睛損傷，讓失明者重見光明的方法。
此前，科研人員從視網(wǎng)膜上退化的感光細(xì)胞作為切入點(diǎn)，提出了通過外部供電刺激視網(wǎng)膜細(xì)胞來恢復(fù)感光的治療手段，但這種方法需要用特制電線穿過眼球，且需隨身攜帶外接設(shè)備，，不但治療風(fēng)險(xiǎn)和手術(shù)創(chuàng)傷較大，同時(shí)還會(huì)給患者的術(shù)后生活帶來不便。
而就在近日，我國在該領(lǐng)域的研究收獲重要突破。復(fù)旦大學(xué)集成電路與微納電子創(chuàng)新學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)、腦科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過7年攻關(guān)，共同開發(fā)出全球首款光譜覆蓋范圍極廣的視覺假體。該假體無需依賴外部設(shè)備便可以使失明動(dòng)物模型恢復(fù)可見光視覺能力，還具備識(shí)別紅外圖案的“超視覺”功能，能夠賦予對(duì)象感知紅外光的能力。
事實(shí)上，早在2023年相關(guān)團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)集合光電材料、神經(jīng)科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)三大領(lǐng)域力量，研發(fā)出一款基于二氧化鈦納米線陣列的人工光感受器，這款傳感器在功能上與此次視覺假體采用的傳感器十分接近，但是受限于感光范圍，只能幫助受術(shù)者恢復(fù)局限在可見光范圍內(nèi)的視覺。
這一次，團(tuán)隊(duì)通過大量材料篩選，選擇了碲納米線網(wǎng)絡(luò)(TeNWNs)作為人工光感受器。這種材料在光照條件下，能自發(fā)產(chǎn)生高密度光電流來激活殘余的視網(wǎng)膜通路，是目前不同維度納米材料下的高光電流水平。而使用這種材料除了可以幫助受術(shù)者恢復(fù)可見光范圍內(nèi)的視覺外，還可以將視覺修復(fù)波段進(jìn)至近紅外二區(qū)(470-1550nm)。
更重要的一點(diǎn)是，這款視覺假體相較過去的人工光感受器薄了10倍以上，在進(jìn)行植入手術(shù)時(shí)，也更加理想。而這項(xiàng)研究的出現(xiàn)，不僅僅是腦科學(xué)與微電子技術(shù)的一次完美融合應(yīng)用，更解決了困擾醫(yī)療領(lǐng)域許久的盲人復(fù)明難題，也為同類型醫(yī)學(xué)問題研究解決方法，提供了重要的思路。
日前相關(guān)成果以《碲納米線視網(wǎng)膜假體增強(qiáng)失明視覺》為題，在《科學(xué)》主刊上發(fā)表。，感興趣的讀者可以自行查閱學(xué)習(xí)。
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