科幻經(jīng)典《終結(jié)者》描繪了未來機(jī)器人憑借紅外視覺追蹤獵物的場(chǎng)景。如今，這項(xiàng)曾被視為幻想的“超視覺”能力，已在實(shí)驗(yàn)室中初具雛形。近日，紹芯實(shí)驗(yàn)室周鵬/王水源團(tuán)隊(duì)在視覺修復(fù)領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，成功研制出全球首例工作波段橫跨可見光至近紅外二區(qū)（470-1550nm）的寬光譜視覺假體。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該植入體能夠幫助失明模型動(dòng)物重建可見光感知功能，并使其獲得紅外光感知乃至紅外圖案識(shí)別的新能力，全程無需依賴任何外接設(shè)備。

北京時(shí)間2025年6月6日，相關(guān)成果以《碲納米線視網(wǎng)膜假體增強(qiáng)失明視覺》（“Tellirium Nanowire Retinal Nanoprosthesis Improves Vision in Models of Blindness”）為題發(fā)表于國(guó)際頂尖期刊《科學(xué)》（Science，DOI:10.1126/science.adu2987）。

人類肉眼所能捕捉的光線范圍其實(shí)極其狹窄（僅限于380-780nm波長(zhǎng)的所謂“可見光”），然而全球仍有超過兩億人因視網(wǎng)膜退行性病變而徹底喪失了這珍貴的視覺能力。2024年，埃隆·馬斯克旗下公司Neuralink研發(fā)的“盲視”腦機(jī)接口技術(shù)，成功獲得美國(guó)FDA授予的“突破性設(shè)備”資格。這套系統(tǒng)的工作原理是讓使用者佩戴外部攝像頭以采集畫面信息，再通過植入大腦的電極陣列對(duì)視覺皮層進(jìn)行直接刺激。不過現(xiàn)階段，其生成的視覺體驗(yàn)分辨率非?；A(chǔ)，僅能類比于早期電子游戲的像素化畫面。馬斯克的藍(lán)圖遠(yuǎn)不止于視力修復(fù)，他更宏大的目標(biāo)是通過Neuralink平臺(tái)，賦予人類超越自然極限的視覺感知能力，例如解析紅外線、紫外線等傳統(tǒng)肉眼無法觸及的廣闊光譜。

圖 TeNWNs假體修復(fù)和增強(qiáng)盲人視覺示意圖及作用機(jī)制

科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地研制出一種基于碲納米線網(wǎng)絡(luò)（TeNWNs）的視網(wǎng)膜假體。該器件實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前已知體系中最高的光電流密度輸出，并成功重建及拓展了覆蓋可見光至近紅外II區(qū)的視覺光感，創(chuàng)下了國(guó)際上最寬光譜響應(yīng)范圍的紀(jì)錄。其工作原理在于，利用TeNWNs替代受損的感光細(xì)胞，所生成的光電流可直接刺激視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞發(fā)揮作用，無需依賴任何外部裝置。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（小鼠模型）不僅證實(shí)了可見光感知的恢復(fù)，更實(shí)現(xiàn)了對(duì)940nm與1550nm兩個(gè)紅外光源的精確定位。這種兼具“仿生替代”與“視覺拓展”雙重優(yōu)勢(shì)的技術(shù)路徑，巧妙規(guī)避了侵入性腦部手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)突破了人類天然視覺的物理邊界。至此，“超視覺”的構(gòu)想正加速走向現(xiàn)實(shí)。未來應(yīng)用場(chǎng)景令人遐想：消防員或能穿透煙霧感知熱源位置，外科醫(yī)生可在術(shù)中精確定位皮下血管——這一切僅憑人體自身改造后的視覺能力即可實(shí)現(xiàn)，無需額外設(shè)備輔助。

更引人矚目的是，該新型假體在食蟹猴（非人靈長(zhǎng)類）實(shí)驗(yàn)中亦展現(xiàn)出可靠效果。植入半年期間未觀察到任何不良排異反應(yīng)，這為后續(xù)邁向臨床應(yīng)用奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。目前，研究團(tuán)隊(duì)正著手開展針對(duì)非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的長(zhǎng)期安全性評(píng)價(jià)工作，同時(shí)深入探索超視覺假體與視網(wǎng)膜組織實(shí)現(xiàn)高效耦合的作用機(jī)制。這款由我國(guó)自主研發(fā)的視網(wǎng)膜假體技術(shù)，有望帶來視覺修復(fù)領(lǐng)域的變革性突破：未來患者將無需依賴笨重的外部眼鏡裝置和反復(fù)充電，僅需接受一次微創(chuàng)、可逆的視網(wǎng)膜下植入手術(shù)，即可改善對(duì)可見光的感知能力，甚至擴(kuò)展至紅外波段的視覺體驗(yàn)。正如第一作者兼通訊作者王水源所強(qiáng)調(diào)：“在恢復(fù)視覺功能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)視覺增強(qiáng)，是一個(gè)極具吸引力的方向。健康人群通常對(duì)植入手術(shù)接受度不高，即使它是微創(chuàng)的。這項(xiàng)新一代超視覺假體技術(shù)，不僅致力于為失明者復(fù)明，更為人類開啟了一扇超越自然感知極限的窗戶?！?/p>

紹芯實(shí)驗(yàn)室周鵬、王水源，復(fù)旦大學(xué)腦功能與腦疾病全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/腦科學(xué)研究院/附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院張嘉漪、中科院技術(shù)物理研究所胡偉達(dá)為論文共同通訊作者，王水源和博士生姜承勇、余弈葉、南洋理工大學(xué)博士后張振漢、北京郵電大學(xué)屈賀如歌副教授為論文共同第一作者。