不靠眼睛也能“讀光”？科學家給大腦新增“光感”！

想象一下，你的大腦突然能“看見”原本看不見的信號——不是通過眼睛，而是直接接收光的信息，并將其理解為有意義的指令。這聽起來像科幻小說，但西北大學的科學家們已經讓小鼠做到了這一點。他們開發出一種超薄、柔軟、完全無線的腦部植入設備，能用精確控制的光圖案直接向大腦皮層傳遞信息，成功教會動物將這些人工光信號當作一種全新的感官輸入來指導行為。

這項發表于《自然·神經科學》的研究，標志著腦機接口技術的一次重大飛躍。傳統方法依賴電極刺激或笨重的光纖線纜，不僅限制動物活動，還難以實現大范圍、高精度的神經調控。而新設備僅比郵票略大、比信用卡還薄，可貼合在顱骨外側，無需穿透腦組織。它內置一個由64個微型LED組成的柔性陣列——每個LED細如發絲——能透過顱骨向大腦皮層投射紅光。由于紅光對生物組織穿透性好，足以激活經過基因改造后對光敏感的神經元，整個過程完全無創且不影響動物自然行為。

實驗中，研究人員訓練小鼠識別特定的光圖案：比如四塊皮層區域按特定順序閃爍，代表“去左邊端口領取獎勵”。盡管小鼠并未用眼睛看到任何東西，它們的大腦卻迅速學會了將這種人工光信號與行為結果關聯起來，并能在多次干擾測試中準確選擇正確路徑。“它們用行動告訴我們：‘我收到了信息’，”論文第一作者明正武博士說，“動物無法說話，但行為就是它們的語言。”

更令人驚嘆的是，團隊甚至用這套系統“播放”了俄羅斯方塊（Tetris）的游戲序列——復雜的動態光圖案直接寫入大腦，繞過了所有傳統感官通路。這證明大腦具有驚人的可塑性：只要輸入信號具備規律性和一致性，它就能將其整合為有意義的感知，哪怕這種感知在自然界中根本不存在。

這項技術的潛力遠不止于基礎研究。未來，它可能為失明者提供新型視覺假體，為截肢者賦予假肢的“觸覺反饋”，甚至幫助中風患者重建神經通路。長遠來看，這種高帶寬、無線、可編程的光遺傳平臺，或將成為人機融合的關鍵橋梁——不是取代人類感官，而是擴展其邊界。

項目負責人、神經生物學家葉夫根尼婭·科佐羅維茨基教授表示：“我們的大腦不斷將電活動轉化為體驗。現在，我們能主動創造全新的信號，看大腦如何學習使用它們。”而柔性電子先驅約翰·羅杰斯則強調，該設備完全植入皮下、無需電池或外接線纜，是邁向臨床應用的重要一步。

當光不再只是被“看見”，而是被“理解”為一種獨立的感知維度，人類或許正站在開啟“第六感”的門檻上——而鑰匙，就藏在這片薄如蟬翼的芯片之中。

參考資料：DOI：10.1038/s41593-025-02127-6