編輯/南溪

電子生化眼：人造合成感光器將讓盲人恢復(fù)視力

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米卡·特霍知道蘋果和香蕉的區(qū)別。他可以告訴你蘋果是圓的，吃在嘴里是甜的，咬起來很脆，而香蕉則長(zhǎng)而彎曲的，如果放的時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)變軟。但是，如果要他不摸、不聞，也不品嘗，就說出兩種水果的區(qū)別，他就沒有辦法了。特霍是個(gè)完全失明的盲人。如今，他恢復(fù)了用視覺來區(qū)分蘋果和香蕉的能力，這歸功于研究人員植入到他左眼里的一個(gè)微芯片。盡管試用的時(shí)間很短暫，但這項(xiàng)新技術(shù)的初步成功，卻永久地改變了特霍和其他很多盲人的境況。

特霍在芬蘭一家體育獎(jiǎng)學(xué)金組織工作，他患有色素性視網(wǎng)膜炎，這種遺傳病破壞了視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞。16歲以前，他的視力還是正常的，但從那時(shí)起，他的夜間視力就開始衰退。20多歲時(shí)，他的日間視力也開始衰退。35歲時(shí)，特霍的左右眼都失去了中央視力(由視網(wǎng)膜中央的視錐細(xì)胞實(shí)現(xiàn)的視覺功能，負(fù)責(zé)精細(xì)的視覺)。40歲時(shí)，他只能用外圍視力(由視網(wǎng)膜上的視桿細(xì)胞實(shí)現(xiàn)的視覺功能，負(fù)責(zé)感受光線強(qiáng)弱)感覺光線。

現(xiàn)在，一切都發(fā)生了改變。德國(guó)圖賓根大學(xué)的埃伯哈特·澤雷納將一塊芯片植入特霍的視網(wǎng)膜。這塊芯片替代了視網(wǎng)膜損壞的感光細(xì)胞(即視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞)。在健康的視網(wǎng)膜中，感光細(xì)胞將光轉(zhuǎn)化為電脈沖，后者穿過幾層特化的組織，其中一層由雙極細(xì)胞組成，最后到達(dá)大腦。芯片上有1500個(gè)小方塊，它們排列在一個(gè)約1平方厘米的網(wǎng)格上，每個(gè)小方塊都含有一個(gè)光電二極管、放大器和電極。當(dāng)光線照在光電二極管上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生微弱的電流，經(jīng)過放大器增強(qiáng)后，傳送到電極上，刺激附近的雙極細(xì)胞產(chǎn)生信號(hào)，通過視神經(jīng)傳送到大腦。照射在光電二極管上的光線越多，產(chǎn)生的電流就越強(qiáng)。

植入視網(wǎng)膜的芯片為特霍打開了一扇面向世界的窗戶，使他可以看見約1米外一張A4打印紙大小的范圍。通過這扇窗戶，特霍可以分辨出人和物體的基本外形及輪廓，尤其是在明暗反差強(qiáng)烈的時(shí)候。但是，植入芯片并沒有足夠的電極來產(chǎn)生清晰的圖像。另外，通過芯片，他眼里只有灰色的東西，感覺不到色彩，因?yàn)樾酒€不能區(qū)分不同光線的波長(zhǎng)。

盡管有這些局限，在接受手術(shù)后的幾天內(nèi)，植入芯片還是戲劇性地改變了特霍與這個(gè)世界互動(dòng)的方式。他10年來第一次能夠看見和辨認(rèn)一些物體，比如餐具和水果，讀出大字體印刷的字母，向房間里的人打招呼，認(rèn)出自己的親人。另外兩位大約在同一時(shí)間內(nèi)接受芯片移植的患者，可以在陰暗的背景中找到明亮的物體。

3個(gè)月后，澤雷納不得不取出了芯片，因?yàn)橐浦残酒螅颊咂つw很容易受到感染：患者體外掛著一個(gè)袖珍的電池組，通過一條穿透皮膚的電線，向眼睛里的芯片輸送電能，這會(huì)在皮膚上留下開放的創(chuàng)口。此外，使用者必須要在計(jì)算機(jī)旁邊，讓計(jì)算機(jī)通過無線信號(hào)控制電脈沖的頻率，還有視野的亮度和對(duì)比度。

此后，澤雷納已經(jīng)使植入芯片變得更安全和輕便。最新的芯片是無線的，到目前為止已經(jīng)移植到了10個(gè)人的眼睛內(nèi)。這種芯片有兩個(gè)電磁線圈，一個(gè)埋藏在患者耳后的皮膚下，并伸出一根細(xì)細(xì)的電線，與視網(wǎng)膜上的芯片連接。另外一個(gè)電磁線圈放在一個(gè)小型塑料盒里，位于皮膚表面，靠近耳朵的地方。這樣，兩個(gè)線圈形成了一個(gè)完整的電路向植入的芯片供電。通過旋轉(zhuǎn)外部線圈上的按鈕，患者可以調(diào)節(jié)視野的亮度和對(duì)比度。為了進(jìn)一步改善技術(shù)，澤雷納希望在一個(gè)視網(wǎng)膜上并排植入3個(gè)芯片，使患者有更大的視野。

盡管人工感光器對(duì)于由感光細(xì)胞受損引起的失明患者（比如色素性視網(wǎng)膜炎、無脈絡(luò)膜、黃斑變性等）有所幫助，但對(duì)青光眼或者其他與視神經(jīng)退化有關(guān)的病變則力有不逮。

另一個(gè)研究小組也在臨床研究階段取得了初步成功：美國(guó)加利福尼亞州第二視力公司開發(fā)的視網(wǎng)膜植入設(shè)備ArgusII也能治療色素性視網(wǎng)膜炎，其技術(shù)手段與此有所不同。ArgusII并沒有植入患者的視網(wǎng)膜內(nèi)，而是通過安裝在眼鏡上的微型相機(jī)來捕捉圖像，并將這些圖像轉(zhuǎn)換成電脈沖，傳遞給植入到視網(wǎng)膜表面的電極。與澤雷納的植入芯片不同的是，ArgusII并不能在視網(wǎng)膜上模擬由光波引起的生理反應(yīng)，而是產(chǎn)生一幅由亮點(diǎn)和暗點(diǎn)拼成的圖片，患者需要經(jīng)過訓(xùn)練才會(huì)解讀這些圖片。

即使只是恢復(fù)灰度視力，也花費(fèi)不菲。目前，一旦通過了完整的測(cè)試并獲得審批，ArgusII的安裝費(fèi)將會(huì)達(dá)到每只眼睛10萬美元，而澤雷納的視網(wǎng)膜植入芯片的價(jià)格也不會(huì)低于這個(gè)數(shù)。澤雷納還必須進(jìn)行額外的臨床實(shí)驗(yàn)，才能讓歐洲咨詢委員會(huì)允許眼科醫(yī)生使用這種芯片。ArgusII已經(jīng)獲得了審批，可以在歐洲大部分地區(qū)進(jìn)行銷售，但在美國(guó)和其他國(guó)家還沒有上市。不過，臨床實(shí)驗(yàn)的初步成功和這項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)速度表明，視網(wǎng)膜植入設(shè)備在不久之后將得到更廣泛的運(yùn)用。