智源社区 10月28日 02:25
人工视觉技术助七旬老人重获光明,Nature发布最新研究
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《自然》杂志最新刊登的研究进展显示,一项名为PRIMA的人工视觉技术成功帮助一位70岁的失明奶奶Sheila Irvine重获光明。该技术由Neuralink联合创始人Max Hodak创立的公司Science Corporation研发,其视网膜植入物厚度仅头发丝大小,能显著改善80%患者的视力,使其能够阅读。这项研究首次证明人工视觉可以恢复患者的功能性中央视力,为年龄相关性黄斑变性(AMD)等导致的失明患者带来了新的希望,使他们有机会再次看清世界和所爱之人。

👓PRIMA人工视觉技术通过植入视网膜下方的微型光伏阵列和一副特殊眼镜工作。眼镜捕获图像并将其转换为红外光束,植入物接收后刺激幸存的视网膜神经元,将信号传递回大脑,从而恢复视觉。这一过程类似于微型太阳能电池板替代受损的光敏细胞。

🔬临床实验结果显示,PRIMA系统能够让84%的年龄相关性黄斑变性(AMD)患者恢复功能性中央视力,80%的患者视力提升显著,平均能够多看清视力表下方的五行字母。尽管术后初期部分患者出现轻微排异反应,但大多在短期内消退,且原有周边视力未受明显影响,证明该系统的有效性和安全性。

🚀PRIMA技术不仅限于治疗AMD,对于其他因感光细胞死亡但视网膜神经元仍然存活的疾病,如色素性视网膜炎,也可能有效。Science Corporation正积极推进该技术在欧洲和美国的监管审批,并计划推出下一代产品,目标是实现更高分辨率、彩色视觉以及更流畅自然的阅读体验。

🧠Science Corporation由Neuralink联合创始人Max Hodak创立,专注于神经工程和脑机接口技术。公司拥有自主的微型医疗芯片制造能力,致力于开发治疗视力、认知和行动能力受损的设备和技术。近期获得超1亿美元融资,将加速包括PRIMA在内的神经技术产品的研发和商业化进程。

盲人复明,太了不起了。

这可能是2025年最低调但又最闪亮的科技进展了。

Nature最新刊登了新研究进展,人工视觉技术刚刚帮助一位70岁奶奶重获光明。

在失明之前,我是个狂热的书虫,我想把它找回来。

70岁的Sheila Irvine(希拉·欧文)最大的愿望是能够再次阅读,而就在最近她的愿望成真了。

原因来自于一项世界首创的人工视觉研究PRIMA

其背后带队的还是当年和马斯克一起创办Neuralink的联合创始人,现在自己创业,做的还是视网膜植入物

厚度只有一根头发丝大小,却能够让80%的患者视力得到显著改善,并且能够顺利阅读字母、数字和单词。

对此,论文主要作者Frank Holz表示:

该研究首次证明人工视觉可以恢复患者的功能性中央视力,为失明者带来了希望。

而对于患者本身及其家人,或许这将是人至暮年,一次宝贵的再次见面的机会:

失明15年,终于重获光明的她

在参与实验之前,希拉是这样描述自己的:

我的眼睛就像有两个黑色的椎间盘,外面扭曲了。

故事的开始还要回到15年前,那是她第一次发现自己开车不受控制,一直在撞击人行道,当她走进医院后,她被确诊患有年龄相关性黄斑变性(AMD)

这是一种老年人的常见疾病,在患病后,患者眼睛后部的视网膜微小区域的细胞将会逐渐受损、死亡,并最终导致中央视力模糊或扭曲。

虽然Sheila Irvine很快接受了这个事实,并学会和黑暗相处,但阅读始终是她心中的执念。

事情的转机出现在2022年,她以试验者的身份参与了该项研究。

通过手术将植入物插入视网膜下方,并经过多年的强化康复治疗,她终于能够再次捧起她心爱的书籍,现在即使是罐头上很小的文字,她也能独立认出。

而在此之前,对于AMD患者来说,视力复明简直就是天方夜谭。

首先根据症状和发展速度,AMD可粗略分为干性(萎缩性)和湿性(新生血管性)两种。

其中,干性AMD晚期(地图样萎缩,GA)患者在全球超过500万人,他们无法识别家人面孔、无法正常阅读、无法驾驶汽车……生活的方方面面都饱受干扰。

科学家们也对此提出了一系列治疗方案:

比较常见的有,使用干细胞疗法再生光感受器,具体来说就是用胚胎干细胞或诱导多能干细胞(iPSC)分化出RPE或感光细胞层,再植入视网膜,然后与患者原有的神经元形成突触,引导功能恢复。

但目前还处于临床试验阶段,仍然存在免疫排异及长期稳定性的问题。

也有科学家们考虑将光敏蛋白导入残存神经元,让其重新对光信号敏感,该疗法在部分早期临床中达到了预期效果。

更有甚者,直接考虑将植入物插入大脑视觉皮层,或者采用基因治疗手段,修复RPE65、CFH、C3、ABCA4等基因突变。

……

但其中绝大多数方法都只是延缓视力丧失,对此,论文作者之一的Mahi Muqit医生曾表示:

当你与视力丧失严重的患者交谈,会发现减缓视力丧失只是权宜之计,而他们真正想要的是恢复。

而目前能真正做到逆转恢复视力的,只有PRIMA

首次实现患者视力的恢复

PRIMA的原理其实也很简单,就是——成为光敏细胞的替代物

AMD虽然会导致光敏细胞死亡,但视网膜神经元却得以幸存,所以只要找到合适的新的“光敏细胞”,模拟光子撞击视网膜模式,对视网膜进行电刺激,就能恢复视觉。

于是PRIMA(光伏视网膜植入物微阵列)应运而生,与以前的视网膜设备不同,它是无线的,而且作为光伏组件,激活它的光子也将作为其电力输入。

整个设备由一种小型光伏视网膜植入物(尺寸为2mmx2mmx30μm)和一副特殊眼镜组成,眼镜搭载的摄像头可以捕获图像信息并转换成红外光束,然后由视网膜植入物接收。

植入物再将它们发送给一个小型处理器,完成图像的增强和清晰化,最后再在视网膜神经元的协助下传递回患者大脑,完成视力的找回。

整个过程类似于一块微型的太阳能电池板,位于视网膜萎缩区域内的植入物充当人工感光器阵列,刺激剩余细胞的视觉信号传递。

凭借其超薄的外形和无缝的无线集成,PRIMA可以直接恢复GA患者失去的功能性视力,而不是像传统疗法一样只能减缓疾病进程。

该项目也已在临床实验中得到验证。

研究团队共接收了来自5个国家、17个临床地点的38名视力保持在1.2logMAR(最小分辨率角度的对数)以上的GA患者,并分别在6个月和12个月对佩戴者进行视力评估。

其中32名参与者完成了最终评估,未参与的6名患者里,3人死亡、1人退出、2人无法参与检测。

实验结果表明,PRIMA系统能够让84%的患者恢复功能性中央视力,80%的患者实现了0.2 logMAR的水平上升,相当于能够看到标准视力测试字母表下方的两行,平均可改善25.5个字母(约5行)

另外在术后的前两个月里,虽然部分患者出现排异反应,包括眼压升高、视网膜流泪和出血,但其中95%都会在发病后2个月内症状消退,原有的周边自然视力也没有出现显著下降。

总体来看,实验效果符合PRIMA系统设定的预期目标,对患者的益处大于植入手术的风险。

而且该设备不仅能应用在AMD患者,例如色素性视网膜炎等疾病,虽然感光细胞死亡,但只要视网膜神经元仍然作用,PRIMA就能有所帮助。

目前PRIMA已经向欧洲监管部门提交了相关申请,并计划在明年正式推出,同时在美国,FDA的批准程序也同步进行中。

不过研究人员也承认该系统当前还存在局限性,实验结果能够改善可能受到了强化视觉训练及兴奋情绪的影响,缺乏完成训练但未植入设备的对照组。

PRIMA可达到的最大敏锐度也有进步的空间,目前系统只包含381个像素,每个像素为100微米平方,用户整体的阅读过程并非快速流畅,视觉效果也只是黑白的。

因此研究团队也正在开发下一代植入物和眼镜,将通过数字图像处理和简化的人体工程学进一步优化视觉性能,实现比PRIMA像素更小、更有效,且拥有色觉。

而PRIMA还只是他们踏出的第一步。

创始人曾是马斯克Neuralink的联创

其背后坐镇的是Science Corporation公司,作为一家2021年才成立的神经技术公司,想必大家还有些陌生。

但说到公司创始人Max Hodak,他还有另外一个身份——马斯克脑机接口公司Neuralink的联合创始人。

本科获得生物医学工程学士学位后,先是创办生命科学公司Transcriptic,再担任CEO五年后,转而和马斯克一起开办Neuralink并担任总裁一职。

Neuralink主要是希望通过植入式脑机接口技术,实现大脑与计算机的直接交互,不仅可以帮助病患恢复身体感官功能,长期也希望可以和人工智能建立共生关系。

在离开Neuralink后,Max Hodak再次创立了Science Corporation,专注于神经工程、脑-机接口以及治疗视力、认知、行动能力受损患者的设备和技术。

例如可用于神经信号采集与刺激的超薄柔性神经探针Thin Film Probes和基于硅材料构建的Silicon Axon探针。

同时自建有微型医疗芯片制造工厂,可用于生产医疗级神经植入物所需的MEMS和IC芯片,实现从材料、制造到临床实验全程自主完成

目前Science Corporation已在今年4月完成了由Khosla Ventures领投的一轮融资,融资金额超1亿美元,预计将加速其脑机接口技术开发与产品商业化。

而回到PRIMA项目本身,其实早在公司成立之前,该研究团队就一直在从事相关研究,甚至有些研究人员自己的博士研究方向就是视力复明。

他们要做的就是“视力版”人工耳蜗。

世界上人工耳蜗已经有50多年的历史了,是时候推动“人工视觉”成为现实了。

参考链接:
[1]https://www.nature.com/articles/d41586-025-03420-x
[2]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36626080/
[3]https://www.bbc.com/news/articles/c0qpz39jpj7o
[4]https://www.youtube.com/watch?v=J_qTLT8kJPU&t
[5]https://x.com/maxhodak_/status/1980320322353299727
[6]https://science.xyz/
[7]https://maxhodak.com

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