杨冰
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2025年7月，英国曼彻斯特皇家眼科医院宣布完成全球首例“仿生视网膜”系统植入手术，一名因干性老年黄斑变性失明32年的患者首次通过人工视觉“看见”了光影轮廓。这一突破性成果标志着人类在攻克神经退行性失明领域迈出关键一步，也为全球4500万视网膜病变患者点燃了希望之光。
视网膜病变导致的失明，核心问题在于感光细胞不可逆损伤。传统治疗手段如药物、激光或抗VEGF疗法，仅能延缓病情进展，无法修复已死亡的细胞。仿生视觉技术的出现，为这类“不可逆失明”提供了替代方案。
优先代：初级仿生眼
2012年澳大利亚完成的全球首例仿生眼植入，采用24电极阵列刺激视网膜神经节细胞，患者可感知光斑与简单轮廓，但分辨率仅相当于“像素化黑白图像”。
第二代：高分辨率仿生眼
美国Argus II系统将电极数量提升至60个，配合外部摄像头与无线传输装置，帮助视网膜色素变性患者实现“识别门框”“区分餐具”等基础功能，但依赖外部设备供电且手术创伤较大。
第三代：全植入式仿生视网膜
此次英国团队研发的“Bio-Retina 3.0”系统，采用柔性纳米电极阵列与无线供能技术，通过微创手术直接植入视网膜下腔。其核心突破在于：
超薄柔性基底：厚度仅0.1毫米的聚酰亚胺材料，可完美贴合视网膜曲面，避免传统硬质电极导致的组织损伤；
无线光遗传刺激：通过植入耳后的微型光电池，将外部近红外激光转换为电脉冲，实现“无缆化”持续供电；
智能信号编码：搭载AI芯片实时解析摄像头图像，优化电脉冲序列以模拟自然视觉信号，使患者看到更清晰的边缘与运动轨迹。
传统仿生眼手术需切开眼球结膜、分离视网膜，创伤大且并发症风险高。此次英国团队创新采用“两步法”微创技术：
激光定位：通过OCT引导的飞秒激光在视网膜上精准开凿0.3毫米微孔；
液流递送：将折叠状态的仿生视网膜通过微孔注入视网膜下腔，利用眼内压自动展开并贴附。
主刀医生詹姆斯·威尔逊教授表示：“整个过程类似‘视网膜贴膜’，患者术后24小时即可佩戴辅助眼镜进行视觉训练，恢复周期从传统方案的3个月缩短至2周。”
68岁的英国患者玛格丽特·霍尔特自1993年因黄斑变性逐渐失明，2025年7月15日接受仿生视网膜植入。术后第7天，她首次通过人工视觉“看见”了医生手中的白色光棒：“那像一团模糊的雾，但我能感觉到它在移动。”随着训练深入，她逐渐能分辨窗框的直线、杯子的圆形轮廓，甚至在辅助眼镜的放大功能下阅读大号印刷体文字。
“这不仅是医学突破，更是人性关怀。”霍尔特在术后发布会上哽咽道，“32年来，我优先次不用触摸就能‘看到’丈夫的脸，这种震撼无法用语言形容。”
临床数据显示，植入Bio-Retina 3.0系统的患者：
光定位准确率：从术前的0%提升至术后1个月的82%；
形状识别率：可区分圆形、方形、三角形等基础几何图形，准确率达65%；
运动追踪速度：能跟随每秒1米的移动物体，延迟低于200毫秒。
更关键的是，系统通过AI学习算法持续优化刺激参数。例如，针对黄斑变性患者中央视野缺失的特点，自动将图像边缘信息增强并投射至健康视网膜区域，实现“视野偏移补偿”。
传统金属电极易引发视网膜纤维化，导致信号衰减。英国团队与剑桥大学材料实验室合作，开发出“铂黑纳米森林”电极：
结构创新：在柔性聚酰亚胺基底上垂直生长铂纳米线，形成比表面积扩大100倍的“森林状”结构；
性能突破：阻抗从传统电极的10千欧降至200欧，电荷注入容量提升至3.5 mC/cm²，可长期稳定刺激神经细胞而不造成损伤。
动物实验显示，植入该电极的猕猴视网膜，神经节细胞存活率较传统电极提高40%，信号传导效率提升3倍。
无线供能是全植入式设备的关键瓶颈。团队借鉴“人工光合作用”原理，设计出三明治结构的微型光电池：
顶层：钙钛矿光伏材料，吸收近红外激光（波长850nm）并转换为电能；
中层：固态电解质隔膜，防止电解液泄漏；
底层：铂催化剂电极，将光生电子转化为脉冲电流。
该装置体积仅2×3×0.5毫米，却能持续输出50μW电能，满足仿生视网膜全天候工作需求。更令人惊叹的是，其能量转换效率达38%，接近植物光合作用的极限。
如何将电脉冲转化为大脑可理解的“视觉信号”？团队与DeepMind合作开发出“神经脉冲编码器”：
数据采集：记录10万小时健康视网膜的电生理信号，构建“自然视觉数据库”；
模型训练：通过Transformer架构学习脉冲序列与视觉特征（如边缘、纹理、运动）的映射关系；
实时翻译：将摄像头图像转换为最优电脉冲序列，模拟自然视觉的“时空动态编码”。
实验表明，该模型可使患者对复杂场景（如人脸、文字）的识别准确率提升27%，接近“功能视觉”临界点。
当前仿生视网膜系统成本约8万美元，但随着3D打印电极、生物降解材料等技术的突破，团队预计2030年成本可降至2万美元以下。更关键的是，英国NHS已将其纳入“罕见病创新疗法计划”，符合条件的患者可获得70%费用减免。
随着技术进步，仿生视网膜可能突破“医疗修复”范畴，向“视觉增强”演进。例如：
红外/紫外感知：通过扩展光谱响应范围，让人类看到传统不可见光；
动态变焦：利用电湿润技术调整电极阵列曲率，实现“自动对焦”；
AR叠加：与智能眼镜联动，在真实视野中叠加导航、翻译等信息。
牛津大学伦理学家艾玛·沃森警告：“我们必须建立全球监管框架，防止技术滥用导致‘视觉不平等’。例如，禁止将仿生视网膜用于军事或非医疗竞争性场景。”
在这场仿生视觉革命中，国内科研力量正加速崛起。2024年，上海交通大学医学院附属瑞金医院联合中科院神经所，成功完成全球首例“光遗传学+柔性电极”联合治疗：
创新点：通过腺相关病毒载体将光敏通道蛋白导入视网膜神经节细胞，使其可直接响应473nm蓝光刺激；
成果：患者术后可识别彩色光斑，视觉相关生活质量评分提升41%；
优势：无需植入电极，避免手术风险，且成本仅为传统方案的1/5。
与此同时，深圳微纳电子研究院开发的“石墨烯柔性电极”进入临床前试验，其导电性较铂电极提升10倍，且可完全生物降解，有望解决长期植入导致的组织炎症问题。
从澳大利亚的“初级仿生眼”到英国的“全植入式仿生视网膜”，从金属电极到柔性纳米材料，从外挂设备到无线光遗传刺激，人类用20年时间将“让盲人重见光明”的梦想照进现实。
正如霍尔特在术后日记中写道：“当优先缕光穿透32年的黑暗时，我触摸到的不仅是技术的温度，更是人类永不言弃的勇气。”这场关于光明的科技史诗，终将改写无数人的命运，也让我们重新思考：在科技与伦理的边界，如何守护那份最珍贵的“人性之光”。
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