马斯克宣称让盲人获得“超人视力”，他可能又把公众忽悠了
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顾凡及 顾凡及约 15 分钟事实上，此前已有多家企业依托不同技术路线研发出多种视觉假体，并恢复了一定的视力。在这场让盲人复明的“技术竞赛”中，各家研发的进展如何？本文将深度拆解各类视觉假体的利弊得失，剥离科幻光环，回归科学本质。
撰文 | 顾凡及
人们经常说，“要像爱护眼 睛 那样爱护 …… ”，足见视觉在人们心目中的重要性。确实，科学家也估算出我们所接 收 到的所有感觉信息 中，视觉信息要占到八成。因此对盲人来说，哪怕只是 恢复 很小一部分视力都是天大的喜 事 。
现在 治疗 非神经性的致盲，如白内障和角膜变性，都已不再是难事。但是当致盲原因是神经性的时候，如 视网膜黄斑变性 （ AMD ） ，甚至整个眼球受伤， 治疗 依然是很大的挑战。虽然从生物学 层面，研究者已 研发出基因疗法等创新技术，但是 目前 基因疗法只能减缓病程， 难以 恢复已损伤的视觉。因此科学家 开始探索 工程技术 路径 ，用脑机接口来恢复视觉。
其实，用脑机接口恢复视觉的思想由来 已久。早在 1967 年，英国生理学家布林德利 （ Giles Brindley ） 就为一名盲人 的 视皮层中植入 80 个铂电极，通 过 电 刺激 使患者产生光感，患者能辨认简单图形。 这可以说是开了视觉皮层假体的先河。 [1] 2 004 年 ， 视觉仿生学公司 （ O ptobionics ） 报告了首次人体 视网膜神经假体的植入 试验 结果 。 [2] 不过，其后的进展都不显著，未能引起多大注意。
最近，视觉假体之所以重新引起 人们 的极大关注，在笔者看来是出于两大原因：一是 公关奇才马斯克在其 N euralink 公司 推出使瘫痪病人重新获得行动能力的脑机接口“心灵感应” （ T elepathy ） 之后，又宣称即将推出可望使失明病人获得“超人视力”的脑机接口“盲视” （ B lindsight ） ，吊起了公众的胃口；二是曾和马斯克 于 2 016 年 一起创立 Neuralink 公司 ，并曾任该公司总裁的霍达克 （ M ax Hodak ） 在离 开 Neuralink 公司之后， 在 2 021 年 创立了一家 研发 脑机接口 的“科学公司 ” （ S cience Corporation ） ， 该公司推出一款 视网膜假体 P RIMA （光伏视网膜植入物微阵列 [ photovoltaic retinal implant microarray] 的缩写） ，可使 黄斑变性 导致 中心视力 受损 的患者重获读书能力 ， 引起轰动。
本文试图 介绍一下 视觉假体，包括视网膜假体 （这又分成视网膜上假体、视网膜下假体和脉络膜 上 假体三种不同的技术路线） 和 视皮层假体 [3] ， 并探讨这些不同类型的视觉假体的优缺点。
视网膜假体
视网膜上 假体 ： 这种假体包括一个能把光线转换为电信号的摄像头， 摄像 头 和信号发射装置 被 装配在一副太阳镜的镜架上，信号 被 传送到佩戴在腰带上的视频处理器进行处理。处理器按像素的亮度将视频信号转换成幅度不同的电脉冲信号，并传送到眼镜上的初级天线发射。植入在眼球内的 接收 器 - 次级天线无线接收来自体外发射器的电信号，并通过微电缆将信号传送到视网膜 上和 玻璃体交界处 的电极阵列，同时无线充电。电极阵列产生的电脉冲刺激 神经节细胞，也就是 视网膜的功能输出端 ， 使其产生神经脉冲， 然后经 视神经传送到大脑相应区域，由此引起视知觉。
2 004 年 美国食品药物管理局 （ F DA ） 批准 第二视力 （ S econd Sight ） 公司的视网膜上假体 A rgus I 进行临床试验 。 这个型号的假体有 1 6 根电极， 当时科学家只期望盲人装了它以后能区分明暗 ，但 令人喜出望外的是， 一位受试者 经过 一段时间的 训练之后，甚至可以区分杯子、盘子和刀， 对运动也有光感 ， 行走时 能避开大的障碍物。 2 015 年，同一受试者在另一只眼中又植入了 有 6 0 根电极的 该公司 第二代产品 A rgus II 。据称第二代产品在空间分辨率上有所改善。 截至 2019 年底，超过 350 名患者植入了 Argus II 设备 。
视网膜上假体的一个根本性缺陷是，其刺激部位是视网膜的输出端。
视网膜本身是一个复杂的神经网络 ， 但从信息处理的角度，可以简化为由三层神经元结构组成 。最 外层 是 输入 端 ，约 有 1.5 亿个感光细胞 ，就像 图像接收装置上的每个 感光 像素， 它们 接收 的是像素信息 ，负责将光线转换为神经信号 。中间一层是 约 1 亿个双极细胞，起到中间加工处理的作用。最里面一层是 150 万个神经节细胞，它们 连同视网膜中的 两层 横向联系的 中间 细胞做了进一步的信息处理，其 轴突汇成视神经，把处理好的信号送进大脑 ，这也就是视网膜的输出端。
由于感光细胞和神经节细胞数量上的巨大差异， 信息 从输入端到输出端 已 被压缩了大约 100 倍，信号已经不再是简单的像素了，而是被转化成了更抽象的信息 。 因此在视网膜输出端 直接投射一幅原始图像，激活的 就 不是一个 一个 像素， 神经节细胞得不到它在自然视觉情况下经过前面的神经网络处理后的信息，像素信息对其来 说 只是一堆“乱码”，脑把电刺激 神经节细胞解释为某种“光幻视” （零散闪烁的光点） ，也就是相应于视野某处的光感。虽然神经节细胞和视野之间存在某种拓扑对应关系 ，并且大 脑 具有 可塑性，患者在经过训练之后可以看到某种模糊的形状、区分明暗和行动时避开障碍物，但 这远非 自然 视觉 。
因此，研发 此 类 视网膜假体 真正的 困难在于：对每个神经节细胞来说，我们不知道其前面的网络对外界图像已经做了怎样的处理，应该用怎样的刺激模式去刺激它们。 如果 要想精确地注入信号，就需要针对每个患者进行极其复杂的校准，涉及 巨量 参数， 这在 实际操作中 很难 做到。 这一点 对视皮层假体来说也存在同样的困难。
此种 视网膜假体的 另 一 个难 点是 ， 要设法把 电极 固定在视网膜表面 上 。 这些电极 也 可能会刺激远处神经节细胞的旁路轴突，导致错误感知 光斑位置 或颜色。此外，由于这种设计必然包含护目镜或头盔 等 固定在头部的外部摄像头，因此只能使用头部运动 （而非眼球运动） 来进行物体的视觉定位； 眼球 微 跳 （ microsaccades ） 也 无法帮助刷新正在消退的感知。
综合上述，可以猜测 ， 这些缺点并非 能够 通过单纯增加电极数克服，再考虑到其投资和回报 ， 它并不成功。 在过去 24 年 里 ，第二视力公司 共 投资了 3 亿多美元， 但是在 开发出第二代产品的 七年时间里， Argus II 的销售总收入不到 3200 万美元 。 公司不得不 于 2019 年 5 月宣布， 停止 Argus II 系统的生产。这给植入了 Argus II 的患者带来了很大的问题，他们无法再接受设备的维护或 更新 。如果仿生眼坏了，用户就 会 再度失明， 而且植入物 导致 患者不能接受核磁共振成像检查，并可能导致 其他 医疗并发症。移除假体是可能的，但这个过程既痛苦又昂贵。 从第二 视力公司的兴衰史来看，走视网膜上假体这条路并不 平 坦。 2 019 年，第二视力公司转向视皮层 植入物 Orion 系统的开发和商业化 。 关于 O rion ，我们后 文 再谈。
视网膜下 假体 ： 这种假体是把光伏器件 / 电极阵列 放置在视网膜下方，替代失去的光感受器， 把光信号转换成电信号 刺激双极细胞，也就是把假体设置在 视网膜的功能输入端。 因此， 视网膜下假体 输入的像素信号和双极细胞在自然视觉下接收到的信号是相当类似的，可以“自然”解码 。 至于对双极细胞发出的信号的进一步处理 ， 就留给患者依然保存完整的视觉系统了。
这类假体的优势是，其 阵列在植入后的位置相当于对应的光感受器的位置， 定位 比较 容易， 也不用 创伤性的 固定方法 。 另外， 眼球运动可用于帮助定位物体，微 跳 可防止图像消退，并且身体外部没有植入物的可见部件。然而， 这 种方式对 手术要求更高， 而且 因为每个像素的传感器阵列 、 放大器和电极都 需要 被压缩到厚度为 100 微米的芯片上 ，这对芯片设计和制造提出了更高的要求 。
视网膜下假体的早期代表是德国 Retina Implant AG 公司的 Alpha AMS 和 法国 Pixium 公司的 P RIMA 。 在 2019 年底 前 ， 有 72 名患有色素性视网膜炎的患者植入了 Alpha IMS/AMS ， 5 名患有年龄相关性黄斑变性的患者植入了 P RIMA 设备。植入这些设备的患者能够定位、区分和识别物体，检测和区分运动，识别字母并进行有限的阅读。 Alpha AMS 恢复的 最佳视力 达到 20/500 [注释1] ， PRIMA 为 20/460 。尽管内层视网膜在失明多年后仍然存活，但个体患者实际获益 较难 预测 ，而 设备 价格又相当 高昂 （每台设备在 10 万欧元范围内） ， 视网膜下 Retina Implant ALPHA AMS 已于 2019 年停 产 。 Pixium 公司的 PRIMA 也遇到财务困境 ，但被看好它的“科学公司 ” 收购 ，后者继续研发并沿用了 PRIMA 这个名字 。
[注释1]：这是一种视力度量，正常视力为20/20。度量20/X中的分子20表示被试在20英尺处能辨别的最小字母，分母X表示正常被试在距离X英尺处，也能识别待测被试在20英尺处才能辨别的最小字母。因此X越大，被试的视力越差。
P RIMA 是一枚仅 2 毫米 ×2 毫米的微型芯片， 其上有 3 78 个独立像素。它 被植入到眼球后方、视网膜的下面 ， 手术过程需要 8 0 分钟。 患者需要佩戴一副特制眼镜，眼镜上装有一个微型摄像头和一个 红外 光投影仪。摄像头负责 “看” 外面的世界，然后 投影仪 把画面 转换成红外光 投射进眼睛里。当 红外 光打到芯片上时，芯片就像一块微型太阳能板一样吸收光能， 这时 光转换成电 ， 通过电极 刺激紧贴在它上方的 双极细胞 。 之所以要转换成红外光，是因为这样可以不干扰残存感光细胞的功能。 这一系统还有一个外带的信号 处理器，能够处理图像，提高清晰度和放大 图像 。 它还具有 缩放功能 ， 可以改变植入物上图像的大小，但会相应 影响 视野范围。
霍达克之所以看好 PRIMA 是因为它植入在视网膜的输入端， 该技术能让晚期黄斑变性患者恢复视力 —— 不是模糊、隐约的光感，而是 “形态视觉” 。在已完成的对 38 名患者的临床试验中， 科学公司 表示 80% 的患者能够重新阅读，每次两个字母。 他们还能 打牌 、玩 填字游戏。 其中 一位已经失明十年、无法辨认面孔的患者，在接受植入后， 能 读出视力表上的每一行字母。 霍达克声称： “ 据我所知，这是首次在盲人患者中明确证明能够恢复流畅阅读能力 ，” 他估计每例手术最初费用为 20 万美元，只要每月能收治 50 名患者就能盈利。
他们 在英国和欧洲招募了 38 名 60 岁及以上的参与者， 其中 有 6 人在一年期限前退出。为了测量视力的改善情况，研究人员使用了标准视力表。志愿者的起始平均视力为 20/450 。 一年后，留在试验中的 32 人能够比 试验 开始时 平均 多看清视力表上近 5 行 ， 视力平均 提高到 20/160 。 有 些参与者甚至能够利用植入物内置的变焦和放大功能看到 20/63 的视力 （代价是视野更小） 。 不过，试验 有 5 人 视力 完全没有 改善 。
P RIMA 目前 还没做到完全恢复正常视力， 它是黑白的，视野范围也比较小。但霍达克 声称 ： “ 我确实认为可以接近原生视力水平，也就是正常的 20/20 视力，我们现在肯定还没达到，但我看得到未来路径 —— 能够加入色彩，填充更大的视野范围。在未来十年内，我认为这是可能的。关键在于，患者看到的不是一堆零散的光点 闪烁 ，而是一个连贯的、有形状的画面。 ”
当然， P RIMA 的主要局限性 在于，它只能用 于感光细胞坏死的盲人，对于由其后 视觉神经系统 病变 所造成的失明就无能为力了。但是考虑到 此类 病人已经是一个数量巨大的群体，在笔者看来，这依然是当今最有前途的视觉假体。
国内也有好消息，复旦大学联合中科院上海技术物理研究所开发出 覆盖可见光至近红外二区 （ 470-1550nm ） 的 视网膜下 假体 。 假体 以碲纳米线网络 取代受损的光感受器 ，其光电转换效率很高 。 这一无源人工光感受器无需外部供电，仅凭光线即可自主工作。 若临床转化成功，患者 可无需外加设备 ，仅 靠 一次微创且可逆的视网膜下植入，即可重获可见光视觉，并 将感知范围 拓展至红外 波段 。
脉络膜上 假体 ： 此类假体 通过巩膜隧道从眼球后部插入电极阵列，并将其定位在脉络膜上方 （因此，它们从一定距离处刺激视网膜输入层） 。 [4] 脉络膜上植入是一种相对简单且侵入性较小的方法。然而，由于与神经元层距离较远，必须使用较大且间距较宽的电极，这限制了空间分辨率。像素数少于 500 个时，有用的视觉性能会急剧下降。
视皮层假体
对视皮层假体的开发其实 早于 视网膜假体 ，也就是在大脑视皮层植入电极 。如前所述， 早在 1967 年，英国生理学家布林德利就为一名盲人在其视皮层中植入 80 个铂电极，排成 2 维阵列，通电后其中有 37 个电极刺激使患者产生光感。经过 5 年以上的观察，患者能辨认简单图形。之后这方面的研究虽然间或也有报道，但是始终进展不大。美国人布莱恩 · 巴萨德 （ Brian Bussard ） 在 2016 年完全失明， 2022 年伊利诺伊理工学院的科学家在其脑中植入了 25 块微型芯片，每块芯片上有 16 个电极。 最终 他能识别一些简单图形，例如从四 个不同物件里选出他想要的盘子 ， 据他自己说 ， 像是看到了 “雷达屏幕上的光点” 。 2023 年美国匹兹堡大学的科学家把电极数增加到了 1024 个，实验猴经训练后能识别字母。其他实验也仅仅使盲人能识别非常简单的图形，能在行动时避开障碍物。
现在 有多项 假体 植入 早期视觉区和纹外枕叶皮层 ， 诱发具有视网膜对应位置表征的光幻视。 我们且以前文中提到过的 Orion 系统为例来说明这些研究现在 的进展 [5] 。最初开发 O rion 系统的第二视力公司，现在成 为 Vivani Medical 公司 的一个 全资子公司 ，并更名为 Cortigent 。
Orion 系统配备一个无线供电和控制的植入式脉冲发生器，该发生器连接到一个由 60 个微电极组成的阵列，用于植入盲人大脑视觉皮层表面。该系统还包括一个佩戴在腰带上的小型处理单元，可将专用眼镜中摄像头捕捉的实时视频流转换为无线指令，精确刺激神经元群体，并产生光点，从而提供视觉感知。
2 026 年 1 月 北美神经调控学会 （ NANS ） 年会上 ， Cortigent 公司 宣布了他们迄今为止所取得的进展： - 六名受试者于 2018 年 1 月至 2019 年 1 月期间接受了植入 。研究 于 2025 年 3 月结束。 - 经过使用 Orion 系统的培训和体验后，所有受试者在视觉功能测试中 （检测电脑屏幕上的小方块以及检测视野范围内的运动） 均 有所 改善。 - 所有设备在整个研究期间保持功能正常，功能丧失的电极比例低于 4% 。 - 三名受试者在各自完成 3 年访视后安全地移除了设备，另有一名受试者在研究结束时安全地移除了设备。 - 研究早期发生了一起严重不良事件，即癫痫发作。调整刺激模式后，均未再观察到癫痫发作或其他严重不良事件。
这些结果表明 Orion 皮层刺激系统在 6 年内具有安全性和可靠性，并且能够 产生对光线和形状的感知。这种感知通常表现为小光点，通过扫描和重复练习，患者学会解读周围环境并执行基本的日常任务，例如找到门口、察觉他人的存在、沿着人行横道行走或定位一个物体。 他 们的下一步将是在与美国 FDA 讨论后，计划一项更大规模的关键性临床试验，以寻求上市批准。
除了 O rion 系统之外，还有一些类似的视皮层假体研究 ， 例如 蒙纳士大学研发 的“ Gennaris 系统 ” 。 它有 473 个 或以上的 电极 ，据报道其效果和 O rion 系统相仿，正在寻求临床试验。 [6] 我国的“明视脑机”也开发了一套 视皮层假体 系统，据 称 可以 重建复杂图形与颜色的视觉 ； [7] 还有报道 称它 甚至能重建灰度编码。 [8] 但是由于该团队至今尚未有经同行评审的论文发表，他们如何能解决霍达克所提出的在输出端刺激所带来的困难，特别是全盲病人不能给出 任何刺激反馈的情况 下 ，以及如何解决不同特征的绑定，还有待观察。
从上述最新报道和以往有关其他视皮层假体的报道来看 ，没有 任何 皮层 植入设备显示出比现有视网膜假体设备更 明 显的 视觉功能 改善。 当然 ， 视皮层假体也有比视网膜假体强的一个方面，那就是如果整个视网膜甚至眼球都全毁了，那么视皮层假体虽不理想，也成了 除感觉替代之外的 唯一选择。
小 结
从以上对视觉假体的分析来看，现在 备 受关注的马斯克的脑机接口“盲视”，虽然被马斯克宣称为可以 “ 超越普通人的视力 ” 。 但这样的说法 是 在 偷换概念，把能 接收 可见光之外的电磁波 刺激当 作 超视觉，其实这是视网膜假体 ，甚至感觉替代装置 早就实现了的。其实，笔者可以预言 ， 他的“盲视”连人的正常视觉都做不到 ， 最多只是比较密集的一堆光幻视的集合，可以粗 略 地辨认形状和避开障碍 而已 ，远远谈不上 “超越普通人的视力” 。 对盲人患者来说真 正 需要的是“雪中送炭”，而不是“锦上添花”。
参考文献 [1] Brindley, G. S. & Lewin, W. S. The visual sensations produced by electrical stimulation of the medial occipital cortex. J. Physiol. 194, 54-5P (1968). [2] Chow, A. Y. The artificial silicon retina microchip for the treatment of vision loss from retinitis pigmentosa. Arch. Ophthalmol. 122:460–469 (2004). [3] Cehajic-Kapetanovic J et al. Bioengineering strategies for restoring vision. Nature Biomedical Engineering, 7:387–404 (2023) . [4] Ayton, L. N. et al. Bionic Vision Australia Research Consortium. First-in-human trial of a novel suprachoroidal retinal prosthesis. PLoS ONE 9, e115239 (2014). [5] Vivani Subsidiary Cortigent Presents Promising 6-Year Early Feasibility Study Results for the Orion System at NANS 2026 . Vivani Medical, Inc 网站（ 2 026 ） [6] https://dig.watch/updates/australian-researchers-develop-the-worlds-first-bionic-eye-to-restore-vision [7] https://www.gqb.gov.cn/news/2025/1222/60770.shtml [8] https://zhuanlan.zhihu.com/p/2022250963566622064
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