科技日新月異,總會有新奇小物推翻我們的想像,好比眼睛佩戴的不是隱形眼鏡,而是一片太陽能板?澳洲科學家希望這項新技術,可以提升眼部疾病患者的生活品質。
聽起來很可怕,但其實這是種神經義肢(Neuroprosthetics),就像電子耳一樣,人工耳蝸(cochlear implant)將聲音轉換而電信號,刺激聽力嚴重受損的患者,讓他們有重新感受世界的機會。
視網膜中的感光細胞就像相機的感光組件,是我們呈現視覺世界重要一環,一旦受損或退化,就不會有消息傳遞至大腦,太陽能工程師Udo Römer表示,患夜盲症、黃斑部病變的患者,隨著光感受器退化,將會慢慢失去視力。
如果我們要在眼中植入「感光組件」,繞過受損的感光細胞將視覺消息傳輸到大腦,其中一個關鍵因素便是供電來源?沒有多餘的空間可以置入電池,更換電池或是充電又是個問題,因此可自供電為要點,也只有太陽能板能滿足這個選項。
且還不是現在常見的晶體矽太陽能板,晶體矽電池雖然轉換效率高、已規模發展,但脆硬性質不適合做成曲面的太陽能模塊,Römer目標是磷化銦鎵(GaInP)、砷化鎵(GaAs)等三五族太陽能,貴,可是容易調整材料性能,能打造效率更高的太陽能板。
三五族太陽能板能藉由相互堆棧,提高轉換效率,Römer表示,為了刺激神經元,需要比單一太陽能電池還要更高的電壓,若把感光組件想像成像素,需要三片太陽能電池來產生足夠的電壓發送到大腦,因此團隊正在研究如打造串疊型太陽能電池。
路途相當遙遠,目前也還在概念驗證階段,僅在實驗室將兩片太陽能堆棧1平方厘米,下一步是將它們製成視覺所需的微小像素,再逐步堆棧三片太陽能電池。
未來這項技術得先在實驗室規模測試、後進入動物實驗,之後才可以進到人體臨床,屆時設備尺寸將會是2平方厘米,像素尺寸約50微米,真正獲得「醫療植入物」名稱還有很長一段路要走。
Römer指出,這項設備也只有經過雷射照射才能運行,患者只能看到解析度相當低的黑白形象。屆時人們應該也要搭佩戴一副特殊護目鏡或智能眼鏡,才能夠放大光信號到能刺激眼睛神經元的強度。
即使如此,他認為這是唯一能讓患者再次保留部分視覺的醫療設備了。
(首圖來源:pixabay)