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

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开发取得了巨大的进步，但是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-远低于定义法律盲人的敏锐度阈值20/200。

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“我们希望创造一种功能大大改善的新型设备，以帮助视力障碍的人，”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也是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。另一个突破是无线设备，它可以通过相同的无线链路以创纪录的速度和能量效率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顺序刺激视网膜神经元。取而代之的是，硅纳米线模仿了视网膜的光敏锥体和视杆，以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，神经接口必须与人类视网膜的分辨率和灵敏度相匹配至关重要，”圣地亚哥加州大学雅各布工程学院生物工程学教授，该论文的资深作者Gert Cauwenberghs说。

无线遥测系统

通过由Cauwenberghs领导的团队开发的感应式供电遥测系统，从人体外部无线传输到植入物。

该设备具有很高的能源效率，因为它可以最大程度地减少无线电力和数据传输以及刺激过程中的能量损失，回收在感应谐振腔内以及电极与谐振腔之间的电容之间循环的静电能。实际上，多达90%的传输能量被传递并用于刺激，这意味着更少的RF无线功率在传输中发出辐射，并且更少的周围组织因耗散功率而发热。

遥测系统能够通过一对感应线圈传输功率和数据，一个感应线圈从体外发射，另一个在眼睛的接收侧发射。链路可以在13.56兆赫兹RF信号的每两个周期发送和接收一位数据。其他两线圈系统每传输一位至少需要5个周期。

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