辽宁新发现红山文化遗址44处
辽宁新发现红山文化遗址44处
辽宁新发现红山文化遗址44处6月6日凌晨(língchén)2点,中国科学家(kēxuéjiā)在《科学》(Science)杂志上线的最新研究成果显示,借助脑机接口等技术(jìshù),新一代视觉假体不仅使失明动物恢复可见光视力,还可扩展其视觉功能,这为失明患者复明(fùmíng)提供了新可能。
团队合影(从左至(zhì)右:王水源、胡伟达、张嘉漪(zhāngjiāyī)、周鹏) 温丛健 摄
上述科研成果由复旦大学集成电路与微纳电子创新(chuàngxīn)学院(xuéyuàn)周鹏/王水源(shuǐyuán)团队(tuánduì)、脑科学研究院张嘉漪/颜彪团队联合中国科学院上海技术物理研究所胡伟达团队合作完成,研究题为《碲(dì)纳米线(nàmǐxiàn)视网膜假体增强失明视觉》(“Tellirium Nanowire Retinal Nanoprosthesis Improves Vision in Models of Blindness”)。
研究显示(xiǎnshì),该团队开发出(chū)全球首款光谱覆盖范围极广(470-1550nm,从可见光延伸至近红外(jìnhóngwài)二区)的视觉(shìjué)假体,该假体无需依赖任何外部设备,即可(jíkě)使失明动物模型恢复可见光视觉能力,还能赋予动物感知红外光,甚至识别红外图案的“超视觉”功能,也就是在黑暗中也能看见事物。
超视觉假体实物(shíwù)样品 温丛健 摄
该科研(kēyán)团队在接受澎湃新闻记者采访时表示,通常而言的“可见光”,指(zhǐ)人类视网膜(shìwǎngmó)可感知的光谱范围(380-780nm)。在全球,有超2亿的视网膜变性(感光细胞死亡)患者无法感受这样的“光明”。此次,复旦(fùdàn)联合上海技物(jìwù)所科研团队研制出(chū)碲纳米线网络(TeNWNs)视网膜假体,该器件的光电流密度达到了当前已知体系的最高水平,并首次实现(shíxiàn)了国际上光谱覆盖最宽的视觉重建与拓展,范围横跨可见光至近红外二区。
TeNWNs光(guāng)电流密度和光谱范围
当TeNWNs假体植入眼底后,可在视网膜(shìwǎngmó)中替代凋亡的(de)感光细胞接收(jiēshōu)光信号,并将其转化为电信号。这是一种广义(guǎngyì)脑机接口技术。在光的照射下,它能高效产生微电流,直接激活视网膜上尚存活的神经细胞。这种完全自供电、无需外接设备的特性,成功让实验室里的失明小鼠重新(chóngxīn)获得了对可见光的感知能力。
TeNWNs修复和增强(zēngqiáng)盲人视觉示意图及作用机制
同时,科研团队在非人灵长类动物(食蟹(shíxiè)猴)模型上的实验也验证了该假体(jiǎtǐ)的有效性。植入半年后,动物模型均未观察到任何不良排异反应,这为后续推进临床(línchuáng)应用转化奠定了重要(zhòngyào)基础。目前,团队已着手深入研究视觉假体与视网膜的高效耦合机制。
值得关注的是,该假体不仅能修复可见光(kějiànguāng)视觉(shìjué),更能将视觉感知拓展至(zhì)红外波长范围。这种融合了“仿生修复”与“功能拓展”的双重特性,既规避(guībì)了侵入性脑部手术的风险,又突破了人类天然视觉的物理极限。同时,它也带来对医学伦理挑战。
该团队告诉记者,考虑到目前医学伦理的限制,研究暂时不会进入临床试验(línchuángshìyàn)阶段。不过(bùguò),展望未来,这种新一代超视觉假体技术能让失明者重新(chóngxīn)感受(gǎnshòu)到视觉,也有望为人类打开一扇超越生理极限的感知之窗。
2021年,该团队就在国际上首次提出了单器件感存算功能的集成,真实模仿了视网膜完整(wánzhěng)架构,成果发表(fābiǎo)于《自然(zìrán)-纳米科技》(Nature Nanotechnology),这(zhè)成为了本次研究开展的重要基础。此后,团队率先(shuàixiān)把目光瞄准(miáozhǔn)了最为(zuìwèi)关键(guānjiàn)的视觉功能。2023年,团队在国际上首次基于纳米材料成功开发了第一代人工光感受器,这也是本次研究的前身。相关成果发表于《自然-生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)。除了本次发表的“盲视”,还包括神经调控、功能恢复(huīfù)、脑机/脑脊接口……研究探索之路仍在继续。
“尽可能帮助失明患者、为其提供更多(duō)复明可能,始终是我们团队研究(yánjiū)的(de)初心。”该研究团队成员说,他们(tāmen)的研究策略是双轨(shuāngguǐ)并行:除了开发生物假体材料(如人工光感受器)进行生物替代,也在(zài)(zài)同步探索针对失明的基因治疗手段。“在疾病早期阶段,可以尝试基因治疗等生物干预;到了晚期,若感光细胞已凋亡且缺乏生物靶点,则可以采用假体进行替代。”这两种路径相辅相成,有望覆盖更多处于不同疾病阶段的失明患者。
澎湃新闻记者 李佳蔚(lǐjiāwèi)
(本文来自澎湃新闻,更多原创(yuánchuàng)资讯请下载“澎湃新闻”APP)
6月6日凌晨(língchén)2点,中国科学家(kēxuéjiā)在《科学》(Science)杂志上线的最新研究成果显示,借助脑机接口等技术(jìshù),新一代视觉假体不仅使失明动物恢复可见光视力,还可扩展其视觉功能,这为失明患者复明(fùmíng)提供了新可能。
团队合影(从左至(zhì)右:王水源、胡伟达、张嘉漪(zhāngjiāyī)、周鹏) 温丛健 摄
上述科研成果由复旦大学集成电路与微纳电子创新(chuàngxīn)学院(xuéyuàn)周鹏/王水源(shuǐyuán)团队(tuánduì)、脑科学研究院张嘉漪/颜彪团队联合中国科学院上海技术物理研究所胡伟达团队合作完成,研究题为《碲(dì)纳米线(nàmǐxiàn)视网膜假体增强失明视觉》(“Tellirium Nanowire Retinal Nanoprosthesis Improves Vision in Models of Blindness”)。
研究显示(xiǎnshì),该团队开发出(chū)全球首款光谱覆盖范围极广(470-1550nm,从可见光延伸至近红外(jìnhóngwài)二区)的视觉(shìjué)假体,该假体无需依赖任何外部设备,即可(jíkě)使失明动物模型恢复可见光视觉能力,还能赋予动物感知红外光,甚至识别红外图案的“超视觉”功能,也就是在黑暗中也能看见事物。
超视觉假体实物(shíwù)样品 温丛健 摄
该科研(kēyán)团队在接受澎湃新闻记者采访时表示,通常而言的“可见光”,指(zhǐ)人类视网膜(shìwǎngmó)可感知的光谱范围(380-780nm)。在全球,有超2亿的视网膜变性(感光细胞死亡)患者无法感受这样的“光明”。此次,复旦(fùdàn)联合上海技物(jìwù)所科研团队研制出(chū)碲纳米线网络(TeNWNs)视网膜假体,该器件的光电流密度达到了当前已知体系的最高水平,并首次实现(shíxiàn)了国际上光谱覆盖最宽的视觉重建与拓展,范围横跨可见光至近红外二区。
TeNWNs光(guāng)电流密度和光谱范围
当TeNWNs假体植入眼底后,可在视网膜(shìwǎngmó)中替代凋亡的(de)感光细胞接收(jiēshōu)光信号,并将其转化为电信号。这是一种广义(guǎngyì)脑机接口技术。在光的照射下,它能高效产生微电流,直接激活视网膜上尚存活的神经细胞。这种完全自供电、无需外接设备的特性,成功让实验室里的失明小鼠重新(chóngxīn)获得了对可见光的感知能力。
TeNWNs修复和增强(zēngqiáng)盲人视觉示意图及作用机制
同时,科研团队在非人灵长类动物(食蟹(shíxiè)猴)模型上的实验也验证了该假体(jiǎtǐ)的有效性。植入半年后,动物模型均未观察到任何不良排异反应,这为后续推进临床(línchuáng)应用转化奠定了重要(zhòngyào)基础。目前,团队已着手深入研究视觉假体与视网膜的高效耦合机制。
值得关注的是,该假体不仅能修复可见光(kějiànguāng)视觉(shìjué),更能将视觉感知拓展至(zhì)红外波长范围。这种融合了“仿生修复”与“功能拓展”的双重特性,既规避(guībì)了侵入性脑部手术的风险,又突破了人类天然视觉的物理极限。同时,它也带来对医学伦理挑战。
该团队告诉记者,考虑到目前医学伦理的限制,研究暂时不会进入临床试验(línchuángshìyàn)阶段。不过(bùguò),展望未来,这种新一代超视觉假体技术能让失明者重新(chóngxīn)感受(gǎnshòu)到视觉,也有望为人类打开一扇超越生理极限的感知之窗。
2021年,该团队就在国际上首次提出了单器件感存算功能的集成,真实模仿了视网膜完整(wánzhěng)架构,成果发表(fābiǎo)于《自然(zìrán)-纳米科技》(Nature Nanotechnology),这(zhè)成为了本次研究开展的重要基础。此后,团队率先(shuàixiān)把目光瞄准(miáozhǔn)了最为(zuìwèi)关键(guānjiàn)的视觉功能。2023年,团队在国际上首次基于纳米材料成功开发了第一代人工光感受器,这也是本次研究的前身。相关成果发表于《自然-生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)。除了本次发表的“盲视”,还包括神经调控、功能恢复(huīfù)、脑机/脑脊接口……研究探索之路仍在继续。
“尽可能帮助失明患者、为其提供更多(duō)复明可能,始终是我们团队研究(yánjiū)的(de)初心。”该研究团队成员说,他们(tāmen)的研究策略是双轨(shuāngguǐ)并行:除了开发生物假体材料(如人工光感受器)进行生物替代,也在(zài)(zài)同步探索针对失明的基因治疗手段。“在疾病早期阶段,可以尝试基因治疗等生物干预;到了晚期,若感光细胞已凋亡且缺乏生物靶点,则可以采用假体进行替代。”这两种路径相辅相成,有望覆盖更多处于不同疾病阶段的失明患者。
澎湃新闻记者 李佳蔚(lǐjiāwèi)
(本文来自澎湃新闻,更多原创(yuánchuàng)资讯请下载“澎湃新闻”APP)





相关推荐
评论列表
暂无评论,快抢沙发吧~
你 发表评论:
欢迎