无需电极，仅凭一束光即可恢复盲人视觉感知？
无电极视网膜刺激技术新突破
美国波士顿大学程继新教授、杨辰教授团队联合法国Axorus公司及法国视觉研究所，在《Nature Communications》提出光声视网膜刺激技术。该技术采用115微米厚柔性薄膜，帮助视网膜退行性疾病患者恢复视觉感知，显著提升成像清晰度与视野范围。
其核心实现51微米横向空间精度，超越现有PRIMA光伏植入物100微米的临床水平，为视力恢复提供新路径。
图丨研究团队主要成员（来源：受访者）
视网膜色素变性、老年黄斑变性等疾病会导致感光细胞不可逆损伤，而现有视网膜假体面临分辨率低、视野有限等问题。该技术突破在于：激光照射薄膜产生超声波，直接激活残留活性的双极细胞与神经节细胞。相比传统电极刺激方案，其无需物理导线连接，可精准调控数千刺激点位。
光声薄膜工作原理
该"三明治"结构薄膜由碳纳米材料（蜡烛烟灰）夹层与聚二甲基硅氧烷弹性体构成，弹性模量精准调控至2.12兆帕，与视网膜组织力学特性高度匹配。工作原理为：1030纳米近红外激光被碳层吸收后转换为热能，再通过弹性体热胀冷缩效应产生42兆赫兹超声波脉冲。
实验显示，50微米光斑可生成51微米超声场，实现高分辨率神经刺激。每微焦耳激光能量产生26千帕声压，在0.9毫米处达146.2千帕，既能有效激活视网膜神经回路，又大幅低于传统超声换能器所需声压。
图丨柔性光声薄膜的表征（来源：Nature Communications）
安全性与有效性验证
离体实验表明：该技术机械指数仅0.03，空间峰值强度低于0.9毫瓦/平方厘米，远低于FDA安全阈值；40秒内温度上升不超过0.52°C，规避了热损伤风险。
在野生型大鼠视网膜中，78%神经节细胞对刺激产生反应，92%呈兴奋性响应，平均频率66赫兹；在P23H退化模型中，39%细胞仍具响应能力，证实退化视网膜保留机械敏感性。
图丨体内光声植入物生物相容性研究（来源：Nature Communications）
图丨体内视网膜光声刺激后上丘激活（来源：Nature Communications）
临床应用前景
该技术通过光声转换机制突破超声波分辨率限制，理论像素密度可达百万级。研究估算，若激光光斑缩小至20微米，在25平方毫米黄斑区可实现2500像素/平方毫米分辨率，逼近人类视网膜生理极限。
目前专利已授权Axorus公司，计划5-10年推进临床应用。短期将重点验证长期刺激安全性及动物模型效果，为视网膜色素变性、黄斑病变患者提供新治疗选择——这标志着"重新看见"正从科学幻想转向工程解决方案。