斯坦福的光能眼芯片让盲人重见光明

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Decrypt
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9小时前

经过数十年的反复试验,斯坦福医学院的科学家们为失明患者提供了医学上罕见的机会——重获视力。

他们的无线PRIMA植入物,本周在《新英格兰医学杂志》上描述,利用不可见光和一个米粒大小的芯片,帮助晚期黄斑变性患者恢复阅读视力。

在斯坦福物理学家和生物医学工程师丹尼尔·帕兰克的领导下,PRIMA系统将一个视网膜下光伏植入物与增强现实眼镜配对,后者将图像直接投射到视网膜上,绕过受损的光感受器。

“这不是在矫正视力——而是为盲人恢复视力,”帕兰克告诉Decrypt。

这项临床试验由匹兹堡大学医学院的何塞-阿兰·萨赫尔共同领导,参与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、鹿特丹伊拉斯姆斯大学医学中心、波恩大学和波尔多大学医院。

PRIMA系统的工作原理

系统结合了一个微型植入物,替代丧失的光感受器,以及为其供电的眼镜。眼镜捕捉视觉场景,并通过不可见的红外光投射,植入物将其转换为激活视网膜细胞的电信号。

“每个像素就像一个小太阳能电池板,将光转换为电流,”帕兰克解释道。

这种基于光的方式使植入物能够在没有电缆或外部电源的情况下工作,利用眼睛的自然透明性和存活的神经元。

帕兰克在参加一个假肢会议后构思了这个想法,当时大多数设计仍依赖于电线。

“我看到其他团队尝试用有线植入物来实现,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电力和信息,”他说。

脑-计算机接口不同,后者绕过眼睛并直接从皮层解码信号,PRIMA在眼睛现有的电路中工作。每个像素将光转换为电脉冲,通过视神经传递到大脑的视觉皮层。

这使得PRIMA比皮层接口更少侵入性。帕兰克表示,该系统使用与自然视力相同的生物电路,让患者在信息到达大脑后能够正常处理视觉信息。

从构想到人体试验

帕兰克于2004年开始开发PRIMA。

“在2013年,我们在动物身上获得了良好的临床前数据。然后在法国成立了一家公司Pixium Vision,将我们的植入物商业化用于人类,”他说。

人体试验于2018年开始,历时五年,涉及欧洲17家医院的38名患者。所有参与者均超过60岁,且患有地理性萎缩,这是一种晚期黄斑变性。

帕兰克的团队正在开发一个更高分辨率的PRIMA版本,像素小五倍,这可能会显著改善视觉清晰度。还计划对其他视网膜疾病进行试验,如斯塔加特病和色素性视网膜炎。

虽然目前的植入物仅恢复黑白视力,但未来版本可能会带来颜色和更细致的细节——使技术更接近模拟自然视力。

对于那些失去阅读、驾驶或识别亲人的能力的患者来说,这一进展代表着医学上罕见的东西:失去感官的回归。

“患者,当你能再次阅读、玩纸牌和填字游戏时,这会恢复你的社交联系,”帕兰克说。“这非常感人。”

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