20年暗夜,一束“中国光”
今年初夏,浙江省人民医院眼科中心的手术室里,一场特殊的手术正在进行。医生借助术中实时影像导航,将一块仅3毫米×3毫米的微型芯片,精准地植入到患者灵灵(化名)的眼底黄斑区。这块芯片厚度只有0.5毫米,比黄斑区(5毫米×5毫米)还小一圈,却搭载了320个刺激通道,为灵灵重建了一条“看见”的路。

高分辨率视觉脑机接口植入临床试验手术中
20年全盲后,她的眼睛“重装”了一套新系统
灵灵今年40岁,她患有视网膜色素变性,失明近20年。她从未见过自己孩子的模样——孩子出生时,她已经看不到了。
“可能大家对‘视网膜色素变性’这个名词有点陌生。”浙江省人民医院眼科中心常务副主任陈亦棋是手术主刀医生,他向记者介绍,该疾病初期症状会表现为夜盲,当疾病进一步发展后,白天也会逐渐失去视力,在手术前灵灵只剩下了光感。
5月19日,陈亦棋团队开展了国内首例高分辨率视觉脑机接口植入临床试验手术,经由微创玻璃体视网膜手术入路,将搭载320个三维触点的高密度电极阵列,精准对位并植入患者黄斑核心视觉功能区。
手术过程约5小时,患者第二天顺利出院,术后两周开机调试。调试的那天,暖芯迦技术人员周雪葵在现场全程参与,很受触动。
“第一天灵灵能看到一道光闪过;第二天,当她分辨出并在纸上写出第一个‘L’时,现场所有人都沸腾了。她真的看见了!”
怎样理解这套系统的工作原理?打个比方,正常眼睛像一台相机,视网膜是感光底片,视神经是数据线,大脑是显示器。灵灵的“底片”坏了,但数据线和显示器还是好的。
术后,她需要戴上一副特制眼镜。眼镜中间的微型摄像头拍下画面,传给体外主机,主机把画面转成神经信号,再无线发送给眼内植入体。植入体用320个电极刺激视网膜上残存的神经节细胞——相当于跳过坏掉的底片,直接把信号“灌”进数据线,然后沿视神经传到大脑,最终在“显示器”上重现图像。

示意图
“所以,我们不是恢复视力,而是重建视觉。”暖芯迦副总裁林科说。
目前,灵灵看到的画面是黑白的,类似老式黑白电视,有256个灰度层次,能呈现轮廓和空间感。她的视力大约相当于0.1,即站在5米处能看清视力表最大的符号。借助摄像头的放大功能,理论上可以达到0.5。
“我愿意做小白鼠”
灵灵能够成为首例受试者,并非偶然。企业工作人员程江伟说,选拔阶段,灵灵在知道临床试验有不确定性的前提下,依旧表现出极强的参与意愿,心态非常乐观。
“如果每个人都等着别人先试,创新技术就永远无法突破。我愿意做小白鼠。”灵灵说。开机调试当天,有人问她最想看到谁,她脱口而出,“最想看看我的儿子。我把他生出来之后,从来没有见过。”
“我们都是做父母的人,听到这句话在场的所有人都掉泪了。她自己反而很开朗,很自然地说出来,没有太多悲伤。”程江伟说。

左侧为微型摄像头捕捉画面,右侧为患者视觉成像模拟
最近,灵灵每周都会到医院附近的训练场地,由工程师帮她调试体外机参数。随着训练深入,灵灵看到的轮廓越来越清晰。不仅能识别且写下汉字“中国”,还能抓取放置桌上的鼠标和饮料瓶、跟随指引线独立直线走路及直角转弯,基础生活行动能力大幅提升。

灵灵在训练中
也许不久后的某一天,灵灵就能清晰地“见”到那个明明就在身边,却一直只能用手和心去感受的孩子。这束光,她等了20年。而这束光背后,是一群中国科研者近20年的孤独跋涉,他们用一块小小的芯片,为无数在黑暗中等待的人,凿开了一道裂缝。

植入体内的微型芯片
植入体寿命长达10年以上
裂缝里透出的光,究竟能照见多远?答案就藏在两个数字的差距里。这款芯片集成320信号通道,对比国际60通道同类产品,无论是刺激点位数量还是视觉成像分辨率都优势显著,综合性能达到国际领先水平。
通道越多,画面就越精细。灵灵在开机第二天就能识别并写出“L、C、H、R”,靠的就是这320个通道的协同发力。但空间就那么大,每个电极还得独立工作,不互相干扰,这背后涉及芯片设计、神经编码和材料科学等多学科的深度交叉融合。
气密性封装是另一道坎。植入体植入到人体内,如果气密性指标不达标很容易被体液腐蚀,影响使用寿命。暖芯迦的封装工艺破解了这一难题,将植入体的有效服役期提升到了10年以上。
不只寿命更长,植入方式也更“温柔”。早期同类产品需要用钛针把芯片钉在视网膜上,像订书机一样打进去,创伤不可逆。而企业技术团队改用磁吸固定,用辅助器械从眼球外部把芯片吸住、贴稳,几乎不损伤视网膜。
其实,这项技术并非一蹴而就。企业创始人杨佳威从2006年在墨尔本大学神经工程中心起步,到2014年在杭州余杭创立企业,历经20年的多学科攻关,才将视觉重建技术从实验室推向产业化。据悉,该320分辨率视网膜路径视觉脑机接口产品预计今年完成临床入组工作,2028年拿到注册证。定价在10万至15万元之间,比同类型国外产品便宜百万元。

体外机
技术的终点是人。目前,中国患有视网膜色素变性和黄斑变性两类疾病的人群,大概在900万到1000万。他们在等待一条路。灵灵迈出的这一步,对他们而言,意味着另一种可能。