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全球首例！復(fù)旦科學(xué)家借助腦機(jī)接口使失明動(dòng)物恢復(fù)光視覺(jué)能力|界面新聞
據(jù)澎湃新聞，6月6日凌晨2點(diǎn)，中國(guó)科學(xué)家在《科學(xué)》（Science）雜志上線的最新研究成果，借助腦機(jī)接口等技術(shù)，成功研發(fā)出全球首款具有超寬光譜響應(yīng)能力的視覺(jué)假體。新一代視覺(jué)假體不僅使失明動(dòng)物恢復(fù)可見(jiàn)光視力，還可擴(kuò)展其視覺(jué)功能，這為失明患者復(fù)明提供了新可能。
這是我國(guó)研究人員在視覺(jué)假體領(lǐng)域取得重大突破。上述科研成果由復(fù)旦大學(xué)集成電路與微納電子創(chuàng)新學(xué)院周鵬/王水源團(tuán)隊(duì)、腦科學(xué)研究院張嘉漪/顏彪團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所胡偉達(dá)團(tuán)隊(duì)合作完成。研究題為《碲納米線視網(wǎng)膜假體增強(qiáng)失明視覺(jué)》（“Tellirium Nanowire Retinal Nanoprosthesis Improves Vision in Models of Blindness”）。
這款基于碲納米線網(wǎng)絡(luò)（TeNWNs）的視網(wǎng)膜假體，光譜覆蓋范圍從可見(jiàn)光（470nm）延伸至近紅外二區(qū)（1550nm），遠(yuǎn)超人類(lèi)天然視覺(jué)（380-780nm）。
該技術(shù)無(wú)需依賴任何外部設(shè)備即可工作。當(dāng)這片薄如蟬翼、指甲蓋大小的假體植入失明小鼠的眼底后，它能高效地將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，直接激活視網(wǎng)膜上尚存的神經(jīng)細(xì)胞，成功使模型恢復(fù)了對(duì)可見(jiàn)光的感知能力。
這項(xiàng)新技術(shù)不僅規(guī)避了侵入性腦部手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，更突破了人類(lèi)視覺(jué)的生理極限。除了修復(fù)可見(jiàn)光視覺(jué)，該假體還能讓使用者感知紅外光，精確定位如940nm和1550nm的紅外光源，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)功能的拓展，研究人員形象地稱之為“增強(qiáng)版復(fù)明”。
科研團(tuán)隊(duì)在非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物（食蟹猴）模型上的實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了該假體的有效性。植入半年后，動(dòng)物模型均未觀察到任何不良排異反應(yīng)，這為后續(xù)推進(jìn)臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化奠定了重要基礎(chǔ)。目前，團(tuán)隊(duì)已著手深入研究視覺(jué)假體與視網(wǎng)膜的高效耦合機(jī)制。
不過(guò)，科研團(tuán)隊(duì)也表示，考慮到目前醫(yī)學(xué)倫理的限制，研究暫時(shí)不會(huì)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。
近年來(lái)，全球腦機(jī)接口技術(shù)飛速發(fā)展，吸引了大量科技公司、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)和政府部門(mén)的高度關(guān)注。
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基于腦機(jī)接口的技術(shù)流程，腦機(jī)接口行業(yè)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。上游包括，腦電采集設(shè)備（如非侵入式電極和侵入式微電極）、腦機(jī)接口芯片、處理計(jì)算機(jī)/數(shù)據(jù)集和處理算法、操作系統(tǒng)級(jí)分析軟件和外部嵌套等；中游主要包括，腦機(jī)接口產(chǎn)品提供商；下游則包括，醫(yī)療、消費(fèi)電子、游戲娛樂(lè)、智能家居、機(jī)器人等各種應(yīng)用領(lǐng)域。
據(jù)麥肯錫預(yù)測(cè)，腦機(jī)接口在醫(yī)療應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模有望在2030年達(dá)到400億美元，并于2040年達(dá)到1450億美元。其中，以中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療為主的嚴(yán)肅醫(yī)療的潛在應(yīng)用規(guī)模2030年預(yù)計(jì)為150億美元，2040年為850億美元，而以情緒評(píng)估與干預(yù)為主的消費(fèi)醫(yī)療的潛在應(yīng)用規(guī)模2030年預(yù)計(jì)為250億美元，2040年為600億美元。
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