在科幻经典电影《终结者》里,未来机器人凭借红外视觉就能追踪到猎物。如今,这项“超能力”正在照进现实。
近日,绍芯实验室/复旦大学周鹏-王水源团队成功研制出全球首例工作波段横跨可见光至近红外二区的宽光谱视觉假体,实现国际上光谱覆盖最宽的视觉重建与拓展。目前该成果已在国际顶尖期刊《科学》正式上线,为失明患者复明提供了新可能,甚至能拓展普通人的视觉能力。
“把人眼可见光谱拓展到红外波段,有巨大的潜在实用价值。”团队主创成员之一的王水源说,人类肉眼所能捕捉的光线,即红橙黄绿蓝靛紫,构成了可见光的范畴。而这款视觉假体,能够突破这一自然限制,让使用者得以看见红外光。红外光在夜间、烟雾或雾霾等能见度极低的环境中具备更强的穿透性,赋予使用者红外视觉能力,意味着在这些极具挑战性的场景下,人类的空间感知、避障和导航能力将得到显著提升,这无疑为行动辅助、夜间救援等领域带来了全新的可能性。
这款视觉假体的“神奇”之处在于其独特的植入方式与工作原理。团队借助脑机接口等前沿技术,将碲纳米线网络视网膜假体植入眼球,即可帮助患者重建光明。与此前国际上通过脑机接口技术修复生物视觉的先例相比,此次研发的假体优势明显。以往患者需要依靠头戴摄像头捕捉图像,再通过脑部植入电极刺激视觉皮层来恢复视觉,且初期分辨率极低,仅相当于8位游戏画面。而碲纳米线网络视网膜假体仅需一次微创且可逆的视网膜下植入手术,便能替代凋亡的感光细胞。王水源表示:“这款假体的光电流密度达到了当前已知体系的最高水平,它能够自主接收光信号,并自动将其转化为光电流,进而激活残余的视网膜细胞,恢复光感能力。”
每一项跨时代的科研突破背后,都凝聚着科研工作者无数的心血与坚持。王水源透露,从项目启动到成果发表,团队历经了约7年的漫长时光,其间经历了无数次尝试与失败。目前,该假体已在失明小鼠和食蟹猴等非人灵长类动物模型上成功完成实验。令人欣喜的是,在植入半年后,所有动物模型均未出现任何不良排异反应。
未来,团队将深入研究视觉假体与视网膜的高效耦合机制。待其正式应用于临床,有望为全球超2亿因视网膜感光细胞死亡而失明的患者带来重见光明的希望,更为人类打开了一扇超越自然感知极限的全新窗口。