中國發現：新一代納米感光材料可恢復盲鼠的視覺

復旦學者利用具有光響應、可植入視網膜的納米線陣列恢復盲小鼠視覺

撰文 | 鄭耿鋒、張嘉漪

責編 | 葉水送

知識分子為更好的智趣生活ID：The-Intellectual

在視網膜中，對光敏感的感受細胞（光感受器）受光照射，產生的電信號啟動了視覺過程。光感受器一旦損傷或退變（如常見的黃斑變性），由於光感受器不能自行修復，往往會導致失明。

用人工方法恢復視網膜的感光能力，是神經科學和臨床醫學面臨的大難題。

近日，復旦大學腦科學研究院研究員、附屬中山醫院兼職教授張嘉漪課題組和復旦大學先進材料實驗室教授鄭耿鋒課題組聯手，經過三年努力，將光敏納米線陣列植入盲小鼠眼底，使其恢復了視覺。相關研究成果於3月6日以「納米線陣列恢復盲小鼠視覺」（Nanowire arrays restore vision in blind mice）為題在線發表於《自然－通訊》（Nature Communications）雜誌。

鄭耿鋒和張嘉漪為該論文的共同通訊作者。復旦大學先進材料實驗室博士生唐靜，腦科學研究院博士生秦楠、碩士生種顏為論文共同第一作者。

該合作團隊受光感受器的結構和功能啟發，研發了經金納米顆粒修飾的二氧化鈦納米線陣列的人工光感受器。至於為何選擇這種材料，與其他修復材料比有何優勢？該研究團隊成員就此表示，主要基於三點考慮：1）和視網膜光感受器一樣，負載金的氧化鈦納米線有很大的長寬比，光電性能好；2）該材料對藍光和綠光都有響應；3）納米線陣列輕薄，能製備在柔性襯底上。

通過測量小鼠的瞳孔反射以及小鼠視皮層的光反應，研究人員來判斷小鼠光反應的恢復情況。二氧化鈦納米線陣列材料能夠在多大程度恢復小鼠的視覺？經研究發現，納米線陣列使盲小鼠視網膜中存留的神經節細胞（把視覺信號經視神經向大腦視覺中樞傳遞）恢復了對綠色、藍色和近紫外的光反應，其對光的敏感度和空間解析度均接近正常小鼠。

研究團隊進一步在活的盲小鼠眼底植入納米線陣列，發現視覺中樞（視皮層）的神經元也恢復對光的響應，瞳孔光反射也有改善，這些結果表明盲小鼠的視覺已恢復。

目前，該材料還無法讓小鼠感知色彩。研究人員表示，「這是一個很有挑戰的困難，未來計劃開發對不同顏色有不同選擇性的多種納米線陣列。」

據介紹，針對人的視力恢復，這項研究業已表明納米材料的眼底植入技術在臨床上可行，為黃斑變性等光感受器退化的疾病的治療提供了一條新途徑：通過研發新一代可植入性人工光感受器，可以幫助患者恢復視覺。

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Tang J et al. Nanowire arrays restore vision in blind mice. Nat. Comm, 2018, DOI: 10.1038/s41467-018-03212-0.

製版編輯：常春藤

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