
在对抗老年性失明的漫长战役中,人类刚刚取得了一次具有里程碑意义的胜利。根据本周发表在权威医学期刊《新英格兰医学杂志》(NEJM)上的最新临床试验数据,一种只有两毫米宽的无线光伏芯片成功地代替了受损的人眼感光细胞,使患有晚期黄斑变性的盲人重新获得了识别字母、单词甚至阅读短句的能力。
这项由美国匹兹堡大学、斯坦福大学以及德国波恩大学联合领导的国际多中心研究,不仅验证了“仿生视觉”在临床上的可行性,更标志着神经修复技术从科幻概念走向了实际医疗应用。对于全球数百万因年龄相关性黄斑变性(AMD)而陷入黑暗的患者而言,这一突破意味着他们重新与世界建立视觉连接的可能。
视网膜下的“太阳能电池板”

一种新型无线视网膜植入物在帮助晚期年龄相关性黄斑变性患者恢复中心视力方面取得了前所未有的成功,一项大型国际试验中,大多数参与者恢复了阅读字母甚至短词的能力。图片来源:Shutterstock
年龄相关性黄斑变性是导致发达国家老年人不可逆视力丧失的首要原因。特别是被称为“地图状萎缩”(Geographic Atrophy, GA)的晚期干性黄斑变性,其病理特征是视网膜中心区域的感光细胞逐渐凋亡。这就好比相机的胶卷或是数码传感器的核心像素坏死,患者虽然保留了周边视力,但视野中心会出现巨大的黑洞,导致无法识别人脸、阅读文字或进行精细操作。
长期以来,医学界对此束手无策,因为感光细胞一旦死亡便无法再生。然而,本次试验中使用的名为“PRIMA”的植入系统,提供了一种全新的工程学解题思路。
该系统的核心是一个尺寸仅为2×2毫米、厚度30微米的无线微型芯片。由斯坦福大学物理学家丹尼尔·帕兰克(Daniel Palanker)教授最初设计,并由医疗科技公司Science Corporation进行商业化开发。该芯片的工作原理类似于微型太阳能电池板。
外科医生将这种微型芯片植入患者视网膜的受损区域下方(视网膜下腔)。患者佩戴一副特制的眼镜,眼镜上搭载的微型摄像头会捕捉外界场景,并利用不可见的近红外光将图像数据投射到眼底的芯片上。
这一过程精妙地绕过了受损的感光细胞。植入体上的微型光伏像素阵列接收到红外光后,会将其转化为微弱的电脉冲。这些电脉冲直接刺激视网膜中尚存的健康的双极细胞和神经节细胞,由于这些细胞负责将信号传递给视神经,因此大脑视觉皮层最终接收到了由芯片“翻译”的视觉信号。
与早期的视网膜植入物(如Argus II)相比,PRIMA系统的革命性在于其无线设计和高分辨率。早期设备通常需要通过眼球壁穿线连接外部电源,手术风险大且图像分辨率极低,仅能让患者看到模糊的光点。而PRIMA实现了完全无线供电和数据传输,且利用视网膜自身的神经网络进行信号处理,从而实现了质的飞跃。

医学博士 José-Alain Sahel 手持 PRIMA 植入物。图片来源:UPMC
临床数据的里程碑:从辨别光影到阅读文字
这项名为PRIMAvera的临床试验在法国、德国、意大利、荷兰和英国的17个医疗中心进行,共有38名60岁及以上的晚期地图状萎缩患者参与。
经过为期一年的随访,数据结果令人振奋。在完成全程随访的32名患者中,有81%的患者视力得到了具有临床意义的显著改善。根据标准视力表测试,参与者的平均视力提高了25个字母,这相当于在视力表上能多看清5行。
更为引人注目的是功能的恢复。在使用该系统时,84%的患者能够在家中识别字母、阅读数字和单词。对于那些在试验前连视力表上最大的字母(“E”)都无法看清的患者来说,这无异于奇迹。其中一位表现最优异的患者,视力甚至提高了59个字母。
匹兹堡大学医学中心眼科系主任、该研究的资深作者何塞-阿兰·萨赫尔(José-Alain Sahel)博士表示:“这是我们首次在如此大规模的群体中观察到如此确凿的视觉恢复。十五年前当我们开始探索这一概念时,让盲人重获阅读能力几乎是不可想象的。”
这种视觉并非与自然视觉完全一致。患者描述他们看到的更像是一种高对比度的、经过数字处理的图像。然而,通过眼镜上的变焦功能,患者可以放大图像,从而在视野中心重新构建出清晰的图像细节。这种“人机结合”的视觉模式虽然需要大脑进行一段时间的学习和适应,但一旦掌握,便能极大地改善生活质量。

医学博士 José-Alain Sahel 手持 PRIMA 植入物。图片来源:UPMC
安全性方面,研究显示该植入物具有良好的生物相容性。虽然作为一种侵入性手术,存在一定的手术风险,但在一年期随访中,所有与手术相关的不良反应均已得到解决或控制,未发现植入物移位或导致视网膜严重损伤的案例。
神经接口技术的商业化黎明
这项研究的成功发布,正值神经技术产业爆发的前夜。开发PRIMA系统的Science Corporation由Neuralink联合创始人马克斯·霍达克(Max Hodak)创立。这一背景表明,视网膜植入已不再仅仅是眼科学的孤立研究,而是成为了脑机接口(BCI)宏大叙事的一部分。
通过直接向神经系统输入电信号来恢复感觉功能,PRIMA证明了神经接口技术在医疗领域的巨大潜力。目前,Science Corporation已基于这些积极数据,向欧洲药品管理局(EMA)和美国食品药品监督管理局(FDA)提交了上市申请。如果获得批准,这将是全球首个获批用于治疗干性黄斑变性的高性能视网膜假体。
当然,技术仍有局限性。目前的视力恢复水平约为20/460至20/550之间,虽然足以阅读放大的文字,但距离法律意义上的正常视力(20/20)仍有巨大差距。此外,该设备仅在中心视野提供视觉,且依赖外部眼镜的持续供能。
然而,研究人员对未来持乐观态度。帕兰克教授指出,随着光伏像素设计的微型化和图像处理算法的优化(例如引入AI进行实时图像增强),下一代植入物的分辨率有望进一步提升。
匹兹堡大学医学中心的眼科副教授约瑟夫·马特尔(Joseph Martel)博士总结道:“虽然我们还无法通过植入人工芯片完全恢复自然视力,但我们正在跨越一个临界点。对于那些生活在黑暗边缘的人来说,能够重新看清家人的脸庞或阅读药瓶上的标签,这种改变是无价的。”
随着监管机构的审核推进,这项融合了微电子学、神经生物学和眼科学的创新技术,有望在未来几年内走出实验室,成为眼科医生的常规武器。在人类对抗衰老和疾病的征途中,PRIMA芯片点亮的那束红外光,正在照亮一条通往光明的归途。
更新时间:2025-11-24
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