对于很多人来说，仿生眼是科幻小说或电影中的产物，例如，《终结者2》中，阿诺德?施瓦辛格饰演的机器人T800，其眼睛就拥有扫描和分析周围环境，并提高视觉敏感度的作用。如今，在各国科学家不懈努力之下，仿生眼已经使一些失明患者重新见到了光明。
BVA仿生眼
戴安.亚施沃思(Dianne Ashworth)是澳大利亚迪肯大学一名社会学老师，从小时候起，她的视力就不好。24岁时，刚刚拥有第一个孩子的戴安被诊断为视网膜色素变性，彻底双目失明了。在黑暗中度过近30年后，2012年，一项新技术改变了她的生活。
澳大利亚仿生视觉公司(BVA)研制了一款植入型仿生眼，它包括一个照相机和一副与之相连的眼镜。首先在患者眼睛视网膜后面的脉络膜上腔中植入一个含有24个电极的微芯片，通过照相机和眼镜将高频无线电信号传递至微芯片，转换成电脉冲刺激视网膜上残余的正常细胞。之后这些脉冲经由视神经传至大脑视觉中枢，生成图像。
这一技术对接受植入的患者也有要求，即，患者需要有从视网膜经由视神经到大脑的功能性视觉通路，以及一些完好的视网膜细胞。基于此两项条件，BVA仿生眼的适用人群为视网膜色素变性和年龄相关性黄斑变性患者。
戴安是首批3例接受仿生眼植入的患者之一。在植入完成并开启该装置后，戴安非常激动，“这个装置尽管非常基础，但它能帮助我感受自己在空间中的位置。”该仿生眼可使患者恢复轻度视力，帮助患者区分光、物体轮廓和边缘。“对我来说，这个仿生眼是社交性的，它使我能够与他人互动并了解他们的位置。”
目前，植入早期原型装置的3例患者每周要有一天回到实验室，接受对仿生眼的再激活，并在实验室内走动，接受一些测试，以便研究者研究他们植入仿生眼后的状况，以进一步了解大脑与仿生眼交换信息的过程。
BVA公司研制的仿生眼除第一代拥有24个电极的早期原型装置外，还有拥有98个电极的宽景装置以及拥有1024个电极的高视敏度装置。宽景装置有助于增强患者的行动力，能够帮助患者更自如地在环境中移动。而高视敏度装置则可为患者提供功能性中心视力，以帮助患者进行面部识别及阅读较大的印刷文字。此外，植入高视敏度装置患者将不必每周回到实验室进行再激活。
目前，戴安已将自己植入仿生眼的经历写成了书――“I Spy WithMy Bionic Eye”(图1)，于2014年10月27日出版。
ArgusⅡ视网膜假体系统
视网膜色素变性是一种罕见的遗传性疾病，表现为视网膜感光细胞进行性、营养不良性退行性病变，最终导致患者视力下降甚至失明。据估计，全世界约有120万视网膜色素变性患者。
事实上，这类患者的眼睛除了视网膜感光细胞外，其他部位几乎是完好的。针对此类患者，美国第二视觉(Second Sight)公司研制了Argus视网膜假体系统。
在希腊神话中，Argus是百眼巨人的名字，据说他的一百只眼睛能看到所有方向。Argus视网膜假体系统首先要求在患者视网膜后部植入一个信号接收装置(电极串)，然后让患者佩戴装有摄像头的外置眼镜。摄像头捕捉的外部信号通过无线传输给眼球一侧的计算机芯片。该芯片激活视网膜后部的电极串，刺激视网膜细胞，将信息传递给大脑。这一过程绕过了人眼感光过程，患者也因此得以重见光明。
第一代Argus视网膜假体系统研发始于上世纪90年代末。当时的假体系统植入物含有16个电极，2002-2004年间，6例完全失明的患者接受了植入。植入后，患者可借助该装置完成一些简单工作。
2007年，第二视觉公司开始第二代Argus视网膜假体系统(ArgusⅡ)的研发(图2)。ArgusⅡ植入物含有60个电极，先后在美国和欧洲进行了试验。在4个国家10个研究中心为30例患者进行试验性植入后，2011年，欧盟批准ArgusⅡ上市，并于当年在意大利进行了首次上市后植入。之后，德国、意大利和英国先后为因视网膜色素变性而失明的患者进行了ArgusⅡ植入。
2013年2月14日，美国食品与药物管理局(FDA)也批准ArgusⅡ用于美国因视网膜色素变性失明的患者。2014年1月，美国密歇根大学凯洛格眼科中心为2例患者进行了ArgusⅡ在美国上市后的首次植入。手术小组成员之一瑟安.贾亚桑德拉(Thiran Jayasundera)医生说，“迄今，对于晚期视网膜色素变性患者，并无其他治疗选择。我们希望植入ArgusⅡ能让光明重新回到患者的世界里，可以让他们更独立、更自信。”
对于很多视网膜色素变性患者而言，2014年是生命发生重大改变的一年。尽管植入ArgusⅡ并不能使患者视力完全恢复正常，但可显著改善其生活质量。目前，植入ArgusⅡ的患者可以识别物体形状、阅读较大的文字(9英寸高)、爬楼梯、不需要手杖辅助穿过门等，有的患者甚至可以看到街上的标识。总的来说，ArgusⅡ提供的仿生视觉更像一种黑白胶片电影而非高清电影。
其他视网膜假体
美国斯坦福大学的一个研究组正在开发一个光伏视网膜假体(PRP)系统，图像可以达到5000像素，能提供更细节化的视觉效果。与ArgusⅡ不同，PRP使用一个微型摄录机捕捉影像，并将其转化成近红外光。这种光线被转化成电信号，经由视神经传递给大脑。
德国视网膜植入公司(Retina Implant AG)研发的视网膜无线微芯片阿尔法IMS(图3)，在2013年7月获得欧盟CE安全标准认证，治疗视网膜色素变性。阿尔法IMS面积为3×3mm2，图像可达到1500像素，其带有一个能够在眼球运动过程中发现物体的照相机，这一过程与自然视觉过程相似。然而，由于这个照相机是被植入眼内的，因此在植入后就不能进行系统升级。而ArgusⅡ由于是外置照相机，比较容易进行系统升级，但为了获取物体正确的影像，使用者必须转动头部。同时，阿尔法IMS是植入患者眼部和耳朵后部，而ArgusⅡ是植入眼睛周围。
法国的Pixium公司研发的智能视网膜植入系统1(IRIS1)已于2013年下半年进入临床试验阶段。IRIS1由一个附着于视网膜内层的小植入物、架在一副眼镜上的一个照相机及一个用于图像处理的便携式袖珍计算机组成。照相机接收处理过的图像，传递给植入物，将其转化成电信号传递给大脑，由大脑将其转化成图像。IRIS1可提供150像素的图像。今后研究者将进一步提高照相机捕捉并处理图像的能力，使其接近人眼功能。IRIS2提供的图像将达到300像素，而IRIS3更将达到5000像素。IRIS2已于2014年开始临床试验，IRIS3的试验将于2015年开始。
4年前，以色列科学家阿门农?沙书亚(Amnon Shashua)创立了一家公司开发一种被称为OrCam的视网膜植入装置。该装置包括一个迷你照相机和一个绑在患者眼镜上的骨导头戴耳机。在一个智能手机大小的计算机的帮助下，OrCam可以识别并确认物体、标牌和文字。
■结语
尽管目前各种仿生眼仅用于视网膜色素变性患者，但随着技术的不断进步，其他类型的失明和眼部疾病必将被攻破，失明作为一种残疾的历史必将被终结。 |
