人工ナノ網膜が超視力をもたらす

科学者たちは希少元素テルルから人工網膜を作成した。この人工網膜は盲目のマウスやサルの視力を回復させ、赤外線さえも見ることができる。

中国の科学者チームが希少元素テルルを使った人工網膜の作成に成功した。この人工網膜は、盲目の動物の視力を回復させるだけでなく、肉眼では感知できない赤外線を見る能力、つまり「超視力」も与える。

この技術は、上海の復旦大学の王水燕教授の研究チームによって開発され、科学誌「サイエンス」に掲載されました。この成果は、人間の失明治療に新たな希望をもたらすものです。

復旦大学が研究する人工網膜素材は、視力を回復・向上させることができる。写真科学

王氏とその同僚は、可視光線と赤外線の両方の範囲で効率的な光電変換を可能にするテルルナノワイヤ（TeNWN）を使用した人工神経を開発した（フェルナンデスの展望を参照）。

TeNWNは優れた生体適合性を示し、外部電源を必要としません。この人工神経は、マウスや非ヒト霊長類モデルの視力を改善することができます。TeNWNの使用により、網膜人工神経の効率を大幅に向上させることができます。

テルルは希少な金属元素で、通常は銅精錬の副産物として得られます。優れた光電特性により、テルルは追加の機器を必要とせずに可視光と赤外線を電気信号に変換することができ、網膜の光受容細胞の役割を果たします。

本研究では、科学者たちは化学蒸着技術を用いて直径わずか150ナノメートルのテルルナノワイヤを作製し、それらを人工網膜の「足場」として機能するネットワーク（TeNWN）に接続しました。これらのデバイスは、失明したマウスの眼に直接埋め込まれました。

手術からわずか翌日、マウスは瞳孔反射と光源の位置を特定する能力を回復し始めました。赤外線下でのテストでは、移植されたマウスはパターン認識テストとLEDの検出において通常のマウスを上回る成績を示しました。通常のマウスは赤外線が見えないため、LEDの検出はできませんでした。

赤外線が見えるということは、人間にとって超視覚と言えるでしょう。イラスト写真

この技術は、合併症を引き起こすことなく、盲目のマカクザルにも試験的に導入され、成功を収めました。特に、正常な視力を持つサルの目に人工網膜を埋め込んだところ、赤外線に対する感度が向上しました。

自然界には、赤外線と可視光線の両方を感知して環境をより正確に評価するヘビなどの動物がいます。

人間の目には赤外線スペクトルに反応する光受容体がないので、波長が長くエネルギーが低い赤外線は視覚信号を発することができません。

重度の眼疾患（例：黄斑変性症）の患者にとって、赤外線視覚は原理的には、低照度下や暗闇での視力補助に有効です。赤外線を含むより広いスペクトルの光を利用する技術の開発は、大きなメリットをもたらす可能性があります。

同研究所は2023年に二酸化チタンナノワイヤーを用いた世界初の人工網膜を開発し、復旦大学傘下の複数の病院でヒト臨床試験を開始した。しかし、この新しいTeNWN技術をヒトで試験する計画については情報がない。

エール大学（米国）の専門家エドゥアルド・フェルナンデス氏は、中国チームの手法は光を神経信号に変換する新世代のデバイスを切り開き、多くの視覚障害者に、たとえ限定的ではあっても視力を取り戻す可能性を秘めているとコメントした。

中国は現在、 世界最大のテルル生産国であり、消費国でもあります。テルルは、熱電冷却、太陽電池、赤外線検出器といった戦略的産業において、ますます重要な役割を果たしています。

この動物実験の成功は、将来の人間に対する試験への道を開き、この補綴物が視覚を回復させ、盲人に強化された赤外線知覚を拡張し、既存の技術よりも安全で効果的で、より広範囲のスペクトルのソリューションを提供する可能性があることを実証しました。

読者の皆様は、「人工網膜はどのように機能するのか？」というビデオをぜひご覧ください。

Science.orgソースリンクを表示

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https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu2987

出典: https://khoahocdoisong.vn/vong-mac-nano-nhan-tao-mang-den-sieu-thi-luc-post1546912.html