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劉文泰 讓盲人看見彩虹 p.38

劉文泰  讓盲人看見彩虹 p.38

過去盲人只能永遠活在黑暗中,但來自台灣的劉文泰團隊,在美國的人工視網膜晶片系統研究,卻讓他們有了希望,不僅美國前總統柯林頓盛讚這項技術,知名盲人歌手史提夫汪達都自願成為人體實驗對象。現在,他回到台灣,幫助故鄉的人們也能重見光明。

過去,盲人想看報紙電視、看雲彩天色的變化,不啻是天方夜譚,但是今日,人類追求科技的能耐與勇氣,居然化不可能為可能,讓看不見的人可以重新看見這個世界。這個宛如奇蹟的科技發明,出自台灣來的美國教授劉文泰之手,歷經十年的研究發明,用一塊小小的晶片與電極系統,為盲人找到重新認識這個世界的機會,要讓盲人重見光明!


一顆IC  一道電流 為盲人帶來新視野

一九九九年,在美國北卡羅萊納州州立大學擔任教授的劉文泰,率領著研究團隊發表可讓盲人重建光明的IC晶片與電極系統,被前美國總統柯林頓盛讚是全美邁向未來的三大創新發明之一,劉文泰也成了無數盲人的新希望。現在,劉文泰回到了成長的故鄉,希望能借由他的研究成果,幫助故鄉的人民。

時間拉回一九八八年,劉文泰時任北卡羅萊納州立大學教授,專攻IC設計,而在某個因緣巧合下,兩位杜克大學醫學院的醫生找上門來,詢問他是否可設計出「由光能轉成電能」的晶片,在電子電路領域來說,這並不是一項艱澀的技術,在與兩位醫生深談之後才了解,他們要做的是讓盲人重見光明的研究計畫,因此他也一頭栽進了仿生微電子工程領域。

其實,盲人失明可分為多種原因,但如色素性視網膜炎,或老年性黃斑病等多種視網膜病變造成的病因,其實只是眼睛內感光的地方壞掉,因此劉文泰與兩位醫生提出「如果能用電子儀器幫助刺激視網膜,理論上可以讓患者重見光明」的假設,開始進行多項驗證。


從電子跨足醫學 四處碰壁磨出心得

「要整合醫學與電子工程兩種不同領域,其實很困難。」劉文泰笑說,自己是學工程出身,因此在與醫學專業背景的夥伴一起進行研究時,常會鬧出許多笑話,這也充分反映出隔行如隔山的道理。

例如,當雙方開始進行活體實驗時,醫生順口跟劉文泰說:「我們可能需要很多青蛙和兔子。」正好當時劉文泰住家旁,就有一片很大的湖泊,平日就有數量龐大的青蛙在岸邊,因此他天真地說:「要青蛙啊?我們家旁邊就有很多,我明天就抓幾隻來做實驗。」

殊不知,所有要進行醫學實驗的動物,都必須經過嚴格的控管過程,須由指定的飼養場所提供相同生長環境的動物,才能夠進行實驗,其目的是將變數控制在最小,因此當夥伴聽到劉文泰說要自己抓青蛙時,無不相視大笑。

相同地,醫生在面對不熟悉的電子領域時,也同樣會鬧出笑話,有一次實驗結束後,夥伴要求稍微修改一下IC裡面的電路,劉文泰也滿口答應,沒想到隔天醫生就追著他不放,一直問他東西改好了沒。「他們以為細部修改一天就可以完成,卻不知道,這一點點對我們來說,就是個大工程。」劉文泰笑說。


勒緊褲帶的日子 苦等八年才拿到第一筆資金

由於當年外界普遍認為「人工視網膜晶片系統」是不可能的事情,因此研究之初,劉文泰的研究團隊只能勒緊褲帶過日子,還需要靠接其他的研究專案賺取經費來支持視網膜研究,直到一九九六年美國國科會(NSF)才願意提供二十萬美元,雖然不多,但這卻是八年來,研究團隊所獲得的第一筆資金。

二十萬美元,對劉文泰與研究團隊來說,只能算杯水車薪,因為當時他們向美國MOSIS公司購買晶片,二十五個就要價十三萬美元,相當昂貴,但也因為這筆資金,讓他們能做出初步的成品,開始進行下一階段研究。

從研究計畫開始,到進行人體實驗,期間已歷經十一個寒暑,其間,劉文泰也遭遇過許多問題,從經費不足、理論驗證到進入合適的生技醫療材料,但他都一一克服,提起成功的關鍵,他說:「毅力與獨立思考能力最重要。」

因為從小出身於台南農家,劉文泰在大學四年級之前,每年的寒暑假都要回家幫忙種稻、收割,晚上還要念書準備研究所考試,雖然辛苦,他卻不以為意,反而鍛鍊出堅忍不拔的毅力,這也是劉文泰日後在研究上遭遇瓶頸時,能夠一直堅持下去的原因之一。

劉文泰表示,其實全球很多國家都曾從事神經視網膜研究,但能夠撐到現在的卻只有少數,而真正獲得成功研究結果的,就只有自己的團隊,他笑說,「我們只是比別人多堅持一點。」

正所謂苦盡甘來,隨著劉文泰與研究團隊的研究成果越來越受到重視,相關經費也開始源源不絕地湧進,至今已累積超過四千萬美元,NSF更提供十年八千萬美元的經費。

不僅如此,去年一月劉文泰返國與聯電榮譽副董事長宣明智餐會,席間宣明智得知此計畫後,便一口答應每次製程都將提供四十個免費晶片;隔了一個月後,他參加一次研討會又巧遇台積電研發處處長薛福隆,同樣獲得台積電支持,每次也提供四十個免費晶片。在獲得全球兩大晶圓廠奧援後,劉文泰的研究更無後顧之憂。

也因為劉文泰的研究受到重視,約翰霍普金斯大學醫學院也開始與他聯絡,剛好他們也是美國知名盲人歌手史提夫汪達的醫療團隊,當史提夫汪達得知此項技術後,他私底下跟牧師說:「希望能在有生之年看到孩子的臉。」隨後,牧師也透露給媒體知道,更引起全美矚目。

一九九九年十二月,劉文泰與研究團隊正式召開記者會,發表將進行人體臨床實驗,開始挑選實驗對象,史提夫汪達也是候選人之一,但劉文泰說:「我們不敢選他,因為他太有名了。」理由是萬一結果不如預期,很可能會影響後續發展,所以把他剔除。

一直到二○○○年一月二十日,美國總統柯林頓在對國會發表國情咨文演說時,劉文泰正在家裡看電視,當他聽到柯林頓說出讓盲人重建光明的技術,是美國邁向新世紀的三大主要創新科技之一時,他整個人不敢相信自己的耳朵,立即從椅子跳了起來,直喊:「他是在說我們的研究!」


回到故鄉奉獻 台灣人體實驗最快年底上路

在進行第一代的產品人體實驗後,由於成果相當良好,受測者幾乎都能分辨出光線,以及大型的字體、門與杯盤之類的物品,因此立即著手進行第二代產品的人體實驗,劉文泰表示,第二代產品的電極數列增至八乘八,也就是六十四像素,台灣也已開始申請人體實驗,最快年底就可進行病理臨床。

劉文泰是一位把握時間的人,不願意浪費任何時間在不必要的事情上,例如,當初他被南加大挖角,希望他能到洛杉磯任教,卻因居住地到學校每天都需要花上兩小時的車程而拒絕,改而到北加州的聖塔克魯茲大學繼續從事研究,他說:「如果每天花兩小時開車,就浪費了一生六十分之一的時間。」

另外,其實劉文泰本來也開始打算過著半退休生活,北加州的環境、氣候都較南加州來得舒適,這也是他不願到南加大的原因。他笑說:「沒想到研究越做越大,根本沒辦法退休。」

不過劉文泰還是開始抽出一點時間留給自己,儘管仍擔任神經視網膜系統研究計畫的主持人,旗下也擁有十六位博士組成的研究團隊,但他卻把多出來的時間留給故鄉台灣,幫助許多需要幫助的人。

目前劉文泰先與母校交大合作,提供兩個名額供學生赴美參與團隊研究,現又與長庚、陽明、榮總與台大國內四所醫學中心合作,準備進行與美國同步的第二代晶片系統人體實驗。

交大校長吳重雨表示,電子產業與生醫結合是個很大的市場,而劉文泰的研究剛好就是利用IC設計與製造等台灣強項跨足醫學,不但可以造福人群,其衍生出的商機,更是台灣相關產業的下一個機會。

六月七日,劉文泰在台召開記者會,經媒體披露後,交大公共事務室的電話就響個不停,全都是全台各地迫切想要治療眼疾民眾的電話,也表達迫切想爭取到僅有五名人體實驗的機會。

「美國人已經有希望,現在,我希望故鄉的人也可有同樣的希望。」劉文泰堅定地說。


劉文泰
出生:1948年
現職:美國國科會仿生微電子系統工程研究中心加州大學聖塔克魯茲分部主任、交大智慧型仿生裝置研究中心主任
學歷:美國密西根大學電腦工程博士
經歷:北卡州立大學教授

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