人造視網膜將上市 為患者帶來光明
一種待批上市的人造視網膜產品 能夠為數千萬盲人帶來光明

2011-03-08 20:24

如果用數碼相機來做類比，人眼的角膜和晶狀體就相當於鏡頭，眼球後方的視網膜是感光器件，視神經等同於連接感光器件和存儲卡之間的線路，而大腦後部的視覺皮層則是存儲卡和後期處理軟體。色素性視網膜炎或老年性黃斑變性這樣的疾病會讓視網膜失去功能，讓這部相機無法感知任何圖像；而美國的第二視覺(Second Sight)公司，正在嘗試用電子器件替換失去功能的視網膜，幫助這些患者重新獲得基本的視覺。

這種技術，就是人工視網膜技術。它和人工耳蝸的原理類似—使用電流刺激依然完好的神經，讓大腦能夠接收到信號並認為感官依然在正常工作。在過去的20多年裡，已經有數十萬人通過人工耳蝸獲得了聽力，但是人工視網膜的進展卻有些停滯不前。

這是因為視覺系統複雜得多。我們所獲取的信息中，有大約80%來自於視覺。人們至今也無法製造出性能堪比人眼的照相機，而感光細胞和視神經之間的精確對應關係也還是個謎。再考慮到技術的限制—人工視網膜晶元的大小一般只有數平方毫米，厚度只有不到100微米—想獲得如人眼般精確的視覺，是相當困難的事情。

雖然早在1924年，人們就已經發現使用電刺激作用於視覺皮層時會產生幻視覺，但是直到1967年，植入視覺皮層的人工視覺裝置才被開發出來。但是，這種方式產生的視覺質量很差，對這一領域的研究也開始逐漸由視覺皮層植入轉向視網膜植入。在過去的30年裡，許多研究機構和廠商都投入到這一領域當中，研究思路也分成了兩類：視網膜下植入和視網膜外植入技術。

視網膜下植入技術是將晶元植入到視網膜神經感覺上皮和色素上皮之間的區域，代替光感細胞感受光照，直接利用視網膜本身的編碼和解碼機制來將電信號轉化成視覺。它依然利用患者自身的「鏡頭」，就像是為數碼相機換一塊感光器件一樣。這種技術需要外接供能單元，手術難度高，使用範圍較小，但是不用外挂一部攝像機。視網膜下植入技術的主要研究者有芝加哥大學Alan Chow的研究小組和德國圖賓根大學的Eberhart Zrenner小組等。圖賓根大學已經開發出了這種設備的原型，它有1500個電極，用耳後的無線電源供電，而且該小組已經進行了十例植入試驗。

而視網膜外植入技術則是將電極陣列緊貼於視網膜外表面，用眼外傳來的信號直接刺激神經細胞，相當於完全替換了鏡頭和感光器件。這一領域的主要研究者有德國波昂大學、美國霍普金斯大學、麻省理工學院和哈佛大學，以及南加州大學的多漢尼(Doheny)眼科研究所。第二視覺公司的人造視網膜技術，就是在多漢尼研究所的基礎上開發的。

1998年，Robert Greenberg博士和Sam Williams一起創建了第二視覺公司。Sam自己就是一位色素性視網膜炎的患者，對這一領域的公共研究喪失了信心，所以決定自己開發能投入商業化的人工視網膜設備。Sam於2009年去世，沒有來得及等到自己目標實現的那天。但是他的遺產將會造福許多人。

Argus是希臘神話中百眼巨人的名字。以它為名的人造視網膜系統由一個小攝像頭、一部微型計算機和一些無線通訊工具組成。2002年，在南加州大學多漢尼眼科研究所一項發明的激勵下，ArgusI被開發出來，它有16個電極。在2002到2004年間，共進行了6例試驗性的植入手術。這些患者擁有了簡單的光感，能判斷物體的移動，能從背景裡分辨出物體。

對於這類技術來說，擁有越多的電極，就能看到更多的點。現在的ArgusII有了60個電極。從2006年至今，它已經讓40名患者重新獲得了基本的視力，其中一些人已經能夠區分物體、形狀，甚至閱讀大字印刷的印刷品。雖然使用者需要經過一定程度的訓練才會理解視野裡的光點意味著什麼，但是總比在漆黑的世界裡摸索要好。

ArgusII不是治療失明的方法，而只是治療一些特定視網膜疾病的方法。據世界衛生署組織的統計，全球視障人口超過4500萬，平均每5秒就有1人病情惡化，估計到2020年，視障人口將增加到7600萬人；而隨著人口老齡化趨勢的發展，老年性黃斑變性患者的數量也會增加。ArgusII能夠做到的，只是幫助這些患者獲得更好的生活質量。

這種人工視網膜將會在倫敦、曼徹斯特、巴黎和日內瓦的醫院開始首批試用，而一旦獲得美國食品與藥物管理局的許可，也會在美國出售。第二視覺公司希望在第一年裡能夠賣出100個植入設備，每個標價10萬美金。「雖然這個價格看起來有點高，」Greenberg博士說，「但是，這其實與第一個人工耳蝸的價格差不多。」他希望ArgusII能夠被納入政府的補助計畫，這樣價格將會變得更容易接受。

目前，這家公司已經在美國申請了76項專利。現在他們已經準備好了ArgusIII的動物實驗，新一代的人工視網膜將會擁有數百個電極。

雖然現在的Argus只能讓人們看到一些光點，但是它的前途將不可限量。剛推向市場的技術並不會是最終版，這些光點已經顯現出了希望的光芒。