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一种视神经包裹式记录装置由中央缝隙分为两部分，整体结构形似一条摄影胶片。

研究人员将一片柔性 512 通道电极阵列包裹在视神经周围，以记录其对刺激的反应。该装置由一道中央缝隙分为两段，可避开视神经损伤部位。

视神经就像连接眼睛与大脑的高速光纤线缆。可一旦这条 “线缆” 因外伤或疾病受损断裂，神经便无法修复，视力也无法恢复。

如今，一些工程师正致力于改变这一现状。

美国加州大学圣地亚哥分校电气与计算机工程教授沙迪・达耶一直在研发一项可通过电刺激促进视神经再生的技术。他的研究隶属于一个名为VISION的跨学科项目，全称为 “眼球整体移植的可行性、成像、外科、免疫调节、眼球保存与神经再生策略”。该项目旨在让可恢复视力的全眼球移植成为现实。

尽管人类在 2023 年首次实现了全眼球移植，但这一手术目前仍无法恢复视力。达耶表示，他希望让全眼球移植 “不仅在解剖结构上可行，更在神经生理层面真正有效”。如果他的研究取得成功，移植受术者将真正能用新移植的眼睛看见事物。

“视神经是连接眼球与大脑的主干道，也是最难修复的神经通路之一。” 达耶说，“因此，从工程角度看，这既是一项重大挑战，也是一个重要机遇。”

但在重新连接视神经与大脑之前，达耶团队首先必须弄清这两个身体部位如何进行通信。近期，团队完成了达耶口中的 “奠基性一步”：绘制光线、颜色和频率变化如何影响从视网膜到视神经再到大脑的视觉通路。

学习视觉 “语言”

视神经虽小，功能却极为强大。

普通成年人的视神经长度仅约 4.5 至 5 厘米，宽度约 0.5 厘米。但其横截面包含超过一百万根轴突 —— 这些神经细胞的丝状突起负责传导电信号。

“视神经细小而脆弱，” 达耶说，“它是一条高度密集的‘线缆’，承载着极大的信息带宽，很可能是人体神经系统中带宽密度最高的线缆。”

为精准探明这条脆弱 “线缆” 如何传输视觉信息，达耶团队研发出生物兼容的电极阵列，在动物与遗体实验中将其包裹在视神经上，并放置于大脑视觉皮层（负责处理视觉信息的脑区）。

这些电极阵列沿视觉通路 —— 从视神经到大脑 —— 施加电脉冲，并记录眼球与大脑对电刺激和视觉刺激的反应。这意味着团队可以观察视神经如何解读特定视觉信号（如光线、颜色和对比度变化），如何将这些信号传递给大脑，以及大脑如何解读这些信息。

“这就像通信系统中的分布式传感器阵列。” 达耶说。

随着技术收集到高分辨率数据，团队开始绘制视神经与视觉皮层图谱，以理解达耶所称的 “视觉通路语言”—— 视觉信号如何在视神经中编码，并在视觉皮层中呈现。“我们的目标不只是记录，更是建立一套覆盖整个视觉通路的编码手册。”

视神经并非笔直均匀的圆柱体，其直径会随弯曲结构发生变化。这也是达耶团队研发超薄、柔性电极阵列的原因，以确保稳定贴合，“就像贴在神经组织表面的电子皮肤”。

更大的难点在于对视神经与脑组织进行安全充电。“视觉系统不像肌肉，你不能直接电击然后观察反应。” 达耶说。

为避免组织发热，达耶的系统对电荷密度与空间分布进行精密控制。“热负荷对安全性至关重要。” 他表示，“我们早期大量工程研究都投入到电极材料与结构设计中，以实现高效、安全的电荷注入。”

促进视神经再生

理解视觉通路的 “语言” 只是整个难题的一部分。如今，在成功绘制视神经与视觉皮层信号图谱后，达耶团队正研究这项技术如何帮助断裂的视神经实现再生。

为此，电极接口技术可对神经施加精准可控的局部电刺激并记录反应，以确定在哪些部位、施加多大强度的刺激能够促进神经再生。

“这种刺激并非魔法开关。” 达耶解释道，“它是一种精密工具，能够辅助并加速神经通路再生的生物过程。”

达耶的研究为多项视力恢复相关工作提供支撑，他将其视为 “再生医学与神经技术领域最具雄心的挑战之一”。达耶团队负责测量、绘制并潜在引导眼球与大脑间的神经重连，而其他研究方向还包括神经保护（在视觉细胞与回路受损前对其进行保护）、视觉假体与神经旁路系统 —— 当天然视觉通路失效时，这些技术可将信息直接传递至视网膜、视神经或视觉皮层，从而恢复视力。

达耶提醒道，视神经再生仍是一个新兴领域，尚有大量未知问题。但已有研究表明，处于激活状态的细胞存活时间更长，也能更好地与周围组织融合。达耶的技术通过电方式激活细胞。“简单来说，” 他说，“我们的目标是激活细胞，让它们存活更久。”

目前，视神经再生技术正在动物身上进行测试，以验证断裂的视神经能否长出轴突并连接大脑，进而恢复视力。达耶预计，在经过约三年严格的有效性与安全性测试后，这项新技术有望首次开展人体临床试验。

关键词： 神经刺激 电刺激 视力 神经技术