斯坦福大學的光動力眼部芯片讓盲人重見光明

經過數十年的反複試驗，斯坦福醫學院的科學家們為盲人患者帶來了醫學上罕見的奇蹟——重見光明的機會。

他們的無線 PRIMA 植入物，描述本週《新英格蘭醫學雜誌》刊登的一篇文章，利用不可見光和米粒大小的芯片，幫助患有晚期黃斑變性的人們恢復閱讀視力。

PRIMA 系統由斯坦福大學物理學家和生物醫學工程師 Daniel Palanker 領導，將視網膜下光伏植入物與增強現實眼鏡配對，將圖像直接投射到視網膜上，繞過受損的光感受器。

“這不是矯正視力，而是幫助盲人恢復視力，”帕蘭克告訴解密。

該臨床試驗由匹茲堡大學醫學院的 José-Alain Sahel 共同領導，合作者來自一個國際聯盟，包括斯坦福大學、索邦大學、倫敦大學學院、伊拉斯姆斯大學醫學中心、波恩大學和波爾多大學醫院。

PRIMA 系統如何運作

這系統這項技術將微型植入物與為其供電的眼鏡相結合，微型植入物可以替代丟失的光感受器。 眼鏡捕捉視覺場景，並通過不可見的紅外光將其投射出來，植入物將紅外光轉換成激活視網膜細胞的電信號。

“每個像素就像一塊小型太陽能電池板，將光轉化為電流，”帕蘭克解釋道。

這種基於光的方法允許植入物在沒有電纜或外部電源的情況下運行，利用眼睛的自然透明度和存活的神經元。

帕蘭克在參加一次假肢會議後萌生了這個想法，當時大多數設計仍然依賴於金屬絲。

“我看到其他團隊嘗試用有線植入物來實現這一點，我認為這是錯誤的，因為眼睛是一個透明的器官——我們可以通過光來傳遞能量和信息，”他說。

不像腦機接口PRIMA 繞過眼睛，直接解碼來自大腦皮層的信號，在眼睛現有的電路中工作。 每個像素將光轉換成電脈衝，並通過視神經傳輸到大腦的視覺皮層。

這使得PRIMA的侵入性遠低於皮質接口。 帕蘭克表示，該系統採用與自然視覺相同的生物線路，讓患者在視覺信息到達大腦後能夠正常處理。

從創意到人體試驗

Palanker 於 2004 年開始開發 PRIMA。

“2013年，我們在動物身上獲得了良好的臨床前數據。隨後，法國成立了一家名為PIxium Vision的公司，將我們的植入物商業化，供人類使用，”他說。

人體試驗於2018年啟動，對歐洲17家醫院的38名患者進行了為期五年的隨訪。 所有參與者年齡均超過60歲，且患有地圖樣萎縮（一種晚期黃斑變性）。

Palanker 的團隊正在開發 PRIMA 的更高分辨率版本，其像素尺寸縮小了五倍，可以顯著提高視覺清晰度。 他們還計劃針對其他視網膜疾病（例如 StARgardt 病和視網膜色素變性）進行試驗。

雖然目前的植入物只能恢復黑白視覺，但未來的版本可以帶來彩色和更精細的細節——使該技術更接近模仿自然視覺。

對於失去閱讀、駕駛或識別親人能力的患者來說，這種進步代表著醫學很少能提供的東西：恢復失去的感覺。

“病人，當你能再次閱讀、玩牌和填字遊戲時，你的社交聯繫就會恢復，”帕蘭克說。 “這非常令人感動。”