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　　角膜是眼睛的“鏡頭”。據(jù)統(tǒng)計，全球約有上千萬人因角膜疾病失明，角膜移植是治療這類疾病的有效方法。但由于角膜供體有限，許多需要角膜移植的患者只能在黑暗里等待。近日，南開大學(xué)電子信息與光學(xué)工程學(xué)院教授徐文濤團隊設(shè)計并概念驗證了一種具有感覺的人造智能角膜，讓人造角膜距離人類原生角膜更近了一步。

　　角膜看起來薄而透明，實際上是身體神經(jīng)最密集的部分，當(dāng)外物觸摸角膜時，會引起不自主的眼瞼閉合反射（角膜反射）。近年來，研究人員開發(fā)的Boston型和MICOF型等多種類型的人造角膜已經(jīng)應(yīng)用于臨床治療，這些人造角膜可以承擔(dān)人類原生角膜的保護和光折射等功能，但不具備觸覺感知能力，無法對光或進入眼睛的異物有反應(yīng)，實現(xiàn)角膜反射。因此，開發(fā)具有感覺的人造智能角膜，對解決角膜供體緊缺、治療角膜疾病具有重要意義。

圖為人造角膜反射弧與人類原生角膜反射弧。（受訪單位供圖）

　　徐文濤團隊研發(fā)的人造智能角膜，通過人造反射弧重建“原生感覺”。團隊分別以傳感器振蕩電路、氧化鋅錫（ZTO）纖維基人造突觸和電致變色器件作為感受器、處理核心和效應(yīng)器，實現(xiàn)了對外界機械和光刺激的編碼、信息處理以及透射光的調(diào)節(jié)。團隊使用數(shù)字對準(zhǔn)的ZTO纖維作為人造突觸的溝道，探究出了調(diào)控長、短程突觸可塑性的新方法。ZTO纖維不僅長而連續(xù)、綠色無毒、成本低廉、光學(xué)性能優(yōu)異（透過率>99.89%，霧度<0.36%），而且晶體結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)可調(diào)，進而可定制長、短程突觸可塑性，并應(yīng)用于聯(lián)想學(xué)習(xí)和加密通信。

　　該研究成果近日發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。

圖為將人造智能角膜裝備于機器人進行概念驗證。（受訪單位供圖）

　　徐文濤介紹，團隊已經(jīng)將人造智能角膜裝備用于機器人進行概念驗證，它不僅可以模仿眼輪匝肌的收縮，像人類原生角膜一樣具有保護、觸覺感知和光折射功能，并且拓展了光感知和環(huán)境交互能力，為眼睛在光強度不斷變化的環(huán)境中提供了額外的自適應(yīng)保護。

　　“未來，經(jīng)優(yōu)化后的成熟人造智能角膜在神經(jīng)修復(fù)和視覺康復(fù)方面具有廣泛的應(yīng)用前景?！毙煳臐f。（張建新、高雨桐）

（責(zé)任編輯：秋彤）