复旦大学团队开发视网膜假体，失明者可获“超视觉”

　　科幻电影中凭借红外视觉锁定目标的“超视觉”已在实验室中照进现实。复旦大学集成电路与微纳电子创新学院周鹏/王水源团队、脑科学研究院张嘉漪/颜彪团队，联合中国科学院上海技术物理研究所胡伟达团队合作开发出全球首款光谱覆盖范围极广(470-1550nm，从可见光延伸至近红外二区)的视觉假体。该假体无需依赖任何外部设备，即可使失明动物模型恢复可见光视觉能力，还能赋予动物感知红外光、甚至识别红外图案的“超视觉”功能。2025年6月6日，相关成果以《碲纳米线视网膜假体增强失明视觉》为题发表于《科学》杂志。

　　全球有超2亿的视网膜变性(感光细胞死亡)患者。“这些后天失明者只是感知可见光的‘接收器’出了问题，传递和解读视觉信号的神经机制仍在。能否利用人工材料来实现生物感光的作用?”十多年前，拥有物理学与神经生物学交叉学科背景的复旦大学脑功能与脑疾病全国重点实验室/脑科学研究院/附属眼耳鼻喉科医院研究员张嘉漪萌生了这样的想法。

　　依托复旦大学和上海医学院的多学科优势和跨学科合作平台，张嘉漪的这一科学构想很快吸引了一批志同道合的跨界专家，经过十余年努力，材料科学、芯片科学、神经科学和临床医学等多领域的深度交叉融合，终获突破。

　　此次发表于《科学》的研究中，复旦科研团队研制出碲纳米线网络(TeNWNs)视网膜假体，其光电流密度达到了当前已知体系的最高水平，并首次实现了国际上光谱覆盖最宽的视觉重建与拓展，范围横跨可见光至近红外II区。

　　该假体植入眼底后，可在视网膜中替代凋亡的感光细胞接收光信号并转化为电信号。在光的照射下，它能高效产生微电流，直接激活视网膜上尚存活的神经细胞。这种完全自供电、无需外接设备的特性，成功让实验室里的失明小鼠重新获得了对可见光的感知能力。

　　更令人振奋的是，团队在非人灵长类动物(食蟹猴)模型上的实验同样验证了其有效性。植入半年后，动物模型均未观察到任何不良排异反应，这为后续推进临床应用转化奠定了重要基础。目前，团队已着手进行非人灵长类动物的长期安全性评估，并深入研究视觉假体与视网膜的高效耦合机制。

　　超视觉假体实物样品。

　　该器件的植入只需一次微创且可逆的手术，使用者既能恢复可见光视觉，又能“看见”红外光，能够精确定位940nm和1550nm的红外光源。其这种融合了“仿生修复”与“功能拓展”的双重特性，既规避了侵入性脑部手术的风险，又突破了人类天然视觉的物理极限。“这一技术能让失明者重新感受到视觉，在未来有望为人类打开一扇超越生理极限的感知之窗。”复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室研究员王水源这样说。

　　王水源所在的研究团队聚焦高能效的神经形态仿生器件和电路研究，2021年在国际上首次提出了单器件感存算功能的“全在一”集成，真实模仿了视网膜完整架构，成果发表于《自然-纳米科技》，成为本工作开展的重要基础。

　　另一方面，张嘉漪联合复旦大学附属眼耳鼻喉科医院教授姜春晖、附属中山医院教授袁源智以及先进材料实验室教授郑耿锋组成的跨学科研究团队，于2023年在国际上首次基于纳米材料成功开发了第一代人工光感受器，也是本次研究的前身。相关成果发表于《自然-生物医学工程》，获批发明专利2项。

　　周鹏团队与胡伟达团队自2014年起就在新型低维材料器件应用领域进行了卓有成效的合作与攻之弥坚的探索，2017年起与张嘉漪团队携手，共同致力于将电子学的发现结合到为人类健康服务上。

　　“我们希望尽可能帮助失明患者、为其提供更多复明可能。”张嘉漪介绍，除了开发生物假体材料进行生物替代，团队也在同步探索针对失明的基因治疗手段。“期待未来能覆盖更多处于不同疾病阶段的失明患者。”

　　研究团队合影，从左至右：王水源、胡伟达、张嘉漪、周鹏。

责任编辑：汪编辑