研究人员开发出用于新型视网膜假体的纳米技术和无线电子设备

加利福尼亚大学圣地亚哥分校和位于拉荷亚的初创公司Nanovision Biosciences Inc.的工程师团队已经开发出了用于新型视网膜假体的纳米技术和无线电子设备，使研究更接近于恢复视网膜神经元的能力。对光做出反应。研究人员在大鼠视网膜与设备原型的接口中证明了这种对光的反应。

他们在最新一期的《神经工程杂志》中详细介绍了他们的工作。这项技术可以帮助全世界成千上万的人遭受影响视力的神经退行性疾病，包括黄斑，色素性视网膜炎和由于糖尿病引起的视力丧失。

尽管在过去的二十年中视网膜假体的发展取得了巨大的进步，但目前市场上用于帮助盲人恢复功能性视力的设备的性能仍然受到严重限制-远低于定义法律盲的敏锐度阈值20/200。

“我们希望创造一种功能大大改善的新型设备，以帮助视力受损的人，”这项工作的资深作者之一，加州大学圣地亚哥分校的生物工程和眼科教授加布里埃尔·席尔瓦(Gabriel A. Silva)说。Silva还是Nanovision的最初创始人之一。

新的假体依靠两种突破性的技术。一个由硅纳米线阵列组成，该阵列同时感测光并相应地电刺激视网膜。纳米线为假体提供了比其他设备更高的分辨率，更接近人体视网膜中感光体的密集间距。另一个突破是一种无线设备，它可以以相同的速度和能量效率通过同一条无线链路将功率和数据传输到纳米线。

研究人员的原型与现有视网膜假体之间的主要区别之一是，新系统不需要眼睛外部的视觉传感器即可捕获视觉场景，然后将其转换为交替的信号以依次刺激视网膜神经元。取而代之的是，硅纳米线模仿视网膜的光敏锥体和棒，直接刺激视网膜细胞。纳米线被捆扎成电极网格，由光直接激活并由单个无线电信号供电。这种将入射光直接和局部转换为电刺激的方法，使假肢的结构更加简单且可扩展。

从单个无线电信号提供给纳米线的功率为光激活电极提供了高灵敏度，同时还控制了刺激的时机。

“要恢复功能性视觉，至关重要的是神经接口必须与人类视网膜的分辨率和敏感性相匹配，”加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院生物工程学教授，该论文的资深作者格特·考文伯格说。

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