Προθέσεις ματιών: τύποι, χαρακτηριστικά χρήσης και κανόνες φροντίδας. Βιονικό μάτι - τεχνητό οπτικό σύστημα
Ας διευκρινίσουμε αμέσως: δεν μιλάμε για ένα πλήρες αντίγραφο του οργάνου όρασης, το οποίο αντικαθιστά το τυφλό μάτι. Σε αντίθεση, ας πούμε, με ένα προσθετικό χέρι ή πόδι, το οποίο εξωτερικά αναπαράγει με ακρίβεια το χαμένο μέρος του σώματος. Το «τεχνητό μάτι» είναι ένα σχέδιο που αποτελείται από γυαλιά, μια μίνι κάμερα, έναν μετατροπέα σήματος βίντεο που είναι προσαρτημένος στη ζώνη και ένα τσιπ εμφυτευμένο στον αμφιβληστροειδή. Τέτοιες λύσεις, που συνδυάζουν ζωντανό και μη, βιολογία και τεχνολογία, ονομάζονται βιονικές στην επιστήμη.
Ο πρώτος ιδιοκτήτης βιονικού ματιού στη Ρωσία ήταν ένας 59χρονος φρέζας Grigory Ulyanovαπό το Τσελιάμπινσκ.
«Ο ασθενής μας είναι ο 41ος στον κόσμο που υποβάλλεται σε τέτοια επέμβαση», εξήγησε η AiF. Υπουργός Υγείας Veronika Skvortsova. - Έβλεπε μέχρι τα 35 του χρόνια. Στη συνέχεια η όραση άρχισε να στενεύει από την περιφέρεια προς το κέντρο και να σβήσει τελείως στην ηλικία των 39 ετών. Αυτό λοιπόν ενδιαφέρουσα τεχνολογίαεπιτρέπει σε ένα άτομο να επιστρέψει από το σκοτάδι. Στον αμφιβληστροειδή τοποθετείται ένα τσιπ, το οποίο δημιουργεί μια ψηφιακή εικόνα της εικόνας μεταμορφώνοντας την εικόνα που καταγράφει η βιντεοκάμερα των γυαλιών μέσω ειδικού μετατροπέα. Αυτή η ψηφιακή εικόνα μεταδίδεται μέσω του διατηρημένου οπτικού νεύρου στον εγκεφαλικό φλοιό. Το πιο σημαντικό είναι ότι ο εγκέφαλος αναγνωρίζει αυτά τα σήματα. Φυσικά, η όραση δεν αποκαθίσταται 100%. Δεδομένου ότι ο επεξεργαστής που εμφυτεύεται στον αμφιβληστροειδή έχει μόνο 60 ηλεκτρόδια (κάτι σαν εικονοστοιχεία στις οθόνες, για σύγκριση: τα σύγχρονα smartphone έχουν ανάλυση 500 έως 2000 pixels - Ed.), η εικόνα φαίνεται πιο πρωτόγονη. Είναι ασπρόμαυρο και αποτελείται από γεωμετρικά σχήματα. Ας πούμε ότι ένας τέτοιος ασθενής βλέπει την πόρτα μαύρο γράμμα"Π". Ωστόσο, αυτό είναι πολύ καλύτερο από την πρώτη έκδοση της συσκευής με επιτρεπόμενα 30 ηλεκτρόδια.
Φυσικά, ο ασθενής χρειάζεται μακροχρόνια αποκατάσταση. Πρέπει να διδαχθεί να κατανοεί οπτικές εικόνες. Ο Γρηγόρης είναι πολύ αισιόδοξος. Μόλις συνδέθηκε ο αναλυτής, είδε αμέσως σημεία φωτός και άρχισε να μετράει τον αριθμό των λαμπτήρων στην οροφή. Ελπίζουμε πραγματικά ότι ο εγκέφαλός του διατήρησε τις παλιές οπτικές εικόνες, επειδή ο ασθενής έχασε την όρασή του ήδη μέσα ώριμη ηλικία. Επηρεάζοντας τον εγκέφαλο με ειδικές προγράμματα αποκατάστασης, μπορείτε να τον αναγκάσετε να «συνδέσει» αυτά τα σύμβολα που λαμβάνει τώρα με τις εικόνες που είναι αποθηκευμένες στη μνήμη από τη στιγμή που είδε το άτομο».
Θα δουν όλοι το φως;
Είναι η πρώτη τέτοια εμπειρία στη χώρα μας. Έκανε την επέμβαση Διευθυντής του Ερευνητικού Κέντρου Οφθαλμολογίας του Ρωσικού Εθνικού Ερευνητικού Ιατρικού Πανεπιστημίου. Pirogova χειρουργός οφθαλμίατρος Χρήστο 
Ταχτσίντι. «Ο ασθενής είναι τώρα στο σπίτι, αισθάνεται καλά, είδε την εγγονή του για πρώτη φορά», λέει ο καθηγητής Kh. Takhchidi. - Η προπόνησή του προχωρά με επιταχυνόμενους ρυθμούς. Οι μηχανικοί από τις ΗΠΑ, που ήρθαν για να συνδέσουν τα ηλεκτρονικά μερικές εβδομάδες μετά την επέμβαση, εξεπλάγησαν με το πόσο γρήγορα κατέκτησε τη λειτουργία του συστήματος. Αυτό καταπληκτικός άνθρωπος, αποφασισμένος να κερδίσει. Και η αισιοδοξία του περνάει και στους γιατρούς. Υπάρχουν αρκετά προγράμματα εκπαίδευσης. Τώρα μαθαίνει να φροντίζει τον εαυτό του στην καθημερινή ζωή - μαγειρεύει φαγητό, καθαρίζει τον εαυτό του. Το επόμενο βήμα είναι να κατακτήσετε τις πιο απαραίτητες διαδρομές: προς το κατάστημα, το φαρμακείο. Στη συνέχεια, μάθετε να βλέπετε καθαρά τα όρια των αντικειμένων, για παράδειγμα ένα μονοπάτι πεζών. Η εμφάνιση καλύτερης τεχνολογίας, και επομένως καλύτερης αποκατάστασης της όρασης, είναι προ των πυλών. Θυμήσου πώς ήσουν Κινητά τηλέφωναΠριν από 10-15 χρόνια και πώς είναι τώρα. Το κυριότερο είναι ότι ο ασθενής αποκαθίσταται κοινωνικά. Μπορεί να εξυπηρετήσει τον εαυτό του».
Είναι αλήθεια ότι προς το παρόν δεν μπορούμε παρά να είμαστε περήφανοι για τη βιρτουόζικη απόδοση. Όλη η τεχνολογία, καθώς και ο σχεδιασμός, είναι εισαγόμενα. Οχι φθηνό. Μόνο η συσκευή κοστίζει 160 χιλιάδες δολάρια Και ολόκληρη η τεχνολογία κοστίζει 1,5 εκατομμύριο δολάρια Ωστόσο, υπάρχει ελπίδα ότι σύντομα θα εμφανιστούν και εγχώριες συσκευές.
«Ξεκινήσαμε να αναπτύσσουμε ένα εμφύτευμα αμφιβληστροειδούς μαζί με την Πρώτη Πολιτεία της Αγίας Πετρούπολης ιατρικό πανεπιστήμιοτους. Πάβλοβα. Φυσικά, θα είναι φθηνότερο και πιο προσιτό στους ασθενείς από τους εισαγόμενους», διαβεβαίωσε η AiF Επικεφαλής οφθαλμίατρος του Υπουργείου Υγείας, Διευθυντής Ερευνητικού Ινστιτούτου Οφθαλμικών Παθήσεων. Helmholtz Vladimir Neroev.
Εν τω μεταξύ, η βιονική κατεύθυνση στη Ρωσία αναπτύσσεται ενεργά σε άλλους τομείς. Ειδικότερα, κατά τη δημιουργία βιονικών προσθετικών χεριών και ποδιών. Μια άλλη εφαρμογή της βιονικής είναι οι συσκευές αποκατάστασης ακοής. «Η πρώτη κοχλιακή εμφύτευση έγινε στη Ρωσία πριν από 10 χρόνια», λέει η Veronika Skvortsova. - Τώρα φτιάχνουμε περισσότερα από χίλια από αυτά το χρόνο και είμαστε μεταξύ των τριών κορυφαίων στον κόσμο. Όλα τα νεογέννητα μωρά υποβάλλονται σε ακουολογικό έλεγχο. Αν υπάρχουν ορισμένες μη αναστρέψιμη βλάβηακρόαση, η εμφύτευση πραγματοποιείται χωρίς ουρά. Τα παιδιά αναπτύσσονται όπως τα παιδιά που ακούνε, μαθαίνουν να μιλούν κανονικά και δεν υστερούν στην ανάπτυξη».
Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ και το Πανεπιστήμιο της Οσάκα κατάφερε να αναπτύξει πολυστρωματικό οφθαλμικό ιστό από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα. Το τεχνητό «μάτι» μεταμοσχεύτηκε σε κουνέλια, τα οποία προκλήθηκαν τεχνητά να γίνουν κερατοειδώς τυφλά. Η μεταμόσχευση βοήθησε στην αποκατάσταση της όρασης των ζώων.
Ειλικρινά μιλώντας, μια αίσθηση της οποίας η σημασία δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί: η ικανότητα της όρασης έχει αποκατασταθεί σε έναν τυφλό. Μεταμοσχεύουμε νεφρά, συκώτι, πνεύμονες. Έχουμε χάσει τον αριθμό των καρδιών που έχουν μεταμοσχευθεί. Και τώρα η μεταμόσχευση έχει βοηθήσει στην αποκατάσταση της όρασης των ζώων.
Προηγουμένως, οι επιστήμονες ήταν ήδη σε θέση να αναπτυχθούν εργαστηριακές συνθήκεςαμφιβληστροειδή και κερατοειδή. Ωστόσο, τώρα μπόρεσαν να δημιουργήσουν περισσότερα πολύπλοκη δομή: Ο ιστός που «προσαρμόστηκε» από ερευνητές από βλαστοκύτταρα αποτελείται από τον φακό, τον κερατοειδή και τον επιπεφυκότα. Οι πηγές των διαφορετικών ιστών είναι τα επιθηλιακά κύτταρα του κερατοειδούς που διαφοροποιήθηκαν κατά την καλλιέργεια.
Οι συγγραφείς, με επικεφαλής τον Andrew Quantock, πιστεύουν ότι επιτυχημένα πειράματα σε ζώα δείχνουν ότι ο τεχνητός ιστός των ματιών θα βοηθήσει στην αντιμετώπιση της τύφλωσης στους ανθρώπους. Δηλαδή είναι θέμα χρόνου; Πόσο θα περιμένουν όμως όσοι δεν βλέπουν σήμερα; Ετος? Δεκαετίες; Το ερώτημα είναι και για ειδικούς, όχι μόνο στον τομέα της οφθαλμολογίας, αλλά και των συναφών ιατρικών, και όχι μόνο ιατρικών. Αυτή είναι μια τόσο παράδοξη κατάσταση. Χωρίς καρδιά δεν υπάρχει ζωή. Εάν αποτύχει, μπορεί να αντικατασταθεί με δότη. Μπορείς να ζήσεις χωρίς μάτια. Τι θα λέγατε για αντικατάσταση;...
Infographics "RG" / Mikhail Shilov / Leonid Kuleshov
ένα σχόλιο
Mikhail Konovalov, σκηνοθέτης οφθαλμολογική κλινική, γιατρός Ιατρικές Επιστήμες, Καθηγητής
Τα επιτεύγματα των ξένων συναδέλφων μας είναι ένα μεγάλο βήμα προόδου στην ανάπτυξη της μεταμοσχευτικής. Ας πούμε, τις περισσότερες φορές τώρα υπάρχει ανάγκη για μεταμόσχευση κερατοειδούς. Δεν είναι πάντα δυνατό να πραγματοποιηθεί έγκαιρα λόγω συνεχών ελλείψεων όργανα δωρητών, κερατοειδής δότης, ειδικότερα. Το πρόβλημα της μεταμόσχευσης τεχνητού φακού έχει λυθεί κατά περισσότερο από 80 τοις εκατό. Στο μέλλον, θα είναι δυνατή η μεταμόσχευση ενός φακού που έχει τις ιδιότητες του δικού του φακού: θα είναι ελαστικός και θα αλλάζει την καμπυλότητά του ανάλογα με το πού κοιτάζει ένα άτομο. Ενώ αυτό επιτυγχάνεται μέσω σύνθετων ειδικό σύστημα. Είναι πλέον δυνατό να αναπτυχθούν μεμονωμένα στρώματα του αμφιβληστροειδούς, τα οποία υποφέρουν κυρίως με την ηλικία, με συγγενείς ανωμαλίες. Οι συνάδελφοί μας αναφέρουν την ανάπτυξη ορισμένων οφθαλμικών ιστών: κερατοειδής, επιπεφυκότας, φακός. Αυτό είναι το πρόσθιο τμήμα του ματιού. Και το να μιλάμε για δημιουργία τεχνητού ματιού είναι, για να το θέσω ήπια, λάθος. Δεν είναι ακόμη δυνατό να αναπτυχθεί από βλαστοκύτταρα.
Το μάτι είναι ένα πολύπλοκο όργανο, που αποτελείται από διαφορετικούς ιστούς. Συμπεριλαμβανομένων των νευρικών. Και στις μέρες μας σε επίπεδο σύγχρονη επιστήμηκαι η ιατρική είναι το κύριο, άλυτο πρόβλημα. Ένα άτομο χάνει την όραση λόγω νευρικών αποτυχιών. Αυτή είναι η κύρια αιτία μόνιμης τύφλωσης. Το οπτικό νεύρο είναι ο συνδετικός κρίκος μεταξύ του ματιού (συσκευή λήψης), ο οποίος μεταδίδει πληροφορίες μέσω οπτικά μονοπάτιαστον εγκέφαλο. Και το κύριο πρόβλημα της μεταμόσχευσης ματιών είναι η αποβάθρα νευρικές ίνες. Να μάθουν, με τη βοήθεια, ίσως, των ίδιων βλαστοκυττάρων, νέες τεχνολογίες, να αναπτυχθούν νευρικό ιστόμάτια. Τότε θα μπορέσουμε να βοηθήσουμε ριζικά αυτούς που είναι καταδικασμένοι στην τύφλωση.
Με βάση ιστορικά έγγραφα, υπάρχουν ενδείξεις ότι οι οφθαλμικές προθέσεις άρχισαν να δημιουργούνται πίσω Αρχαία Αίγυπτος. Για τις μούμιες ήταν φτιαγμένες από χρυσό, καλυμμένο με σχέδιο σμάλτου. Η πρώτη οφθαλμική πρόσθεση εμφανίστηκε τον 18ο αιώνα και εμφάνισηδιέφερε ελάχιστα από τη σύγχρονη.
Δημιουργία προσθετικής όρασης ματιού
Πρώτα τεχνητό μάτι, που σας επιτρέπει να αντιλαμβάνεστε το φως, δημιουργήθηκε στην Ιαπωνία. Όχι απλώς μια γυάλινη πρόσθεση, αλλά ολόκληρο το σύστημαστοιχεία ημιαγωγών, μια λεπτή μήτρα που προβάλλει μια εικόνα σε έναν τεχνητό αμφιβληστροειδή και μεταδίδει ώσεις στον εγκέφαλο.
Ένα άτομο λαμβάνει όλη την αντίληψη του περιβάλλοντος κόσμου μέσω του εγκεφάλου, όπου οι παρορμήσεις με εικόνες λαμβάνονται μέσω του Φωτός εισέρχεται στον τεχνητό αμφιβληστροειδή, δημιουργώντας ηλεκτρική τάση, στέλνεται σήμα στον εγκέφαλο και σχηματίζεται μια έγχρωμη και τρισδιάστατη οπτική εικόνα.
Η δημιουργία του μάντη είναι ένα έργο σε εξέλιξη. Η ισχύς του σήματος βελτιώνεται και αυξάνεται και το μέγεθος του τσιπ μειώνεται ανάλογα. Αλλά ακόμη και σε αυτό το στάδιο ανάπτυξης, έχουν ληφθεί αποτελέσματα που το επιτρέπουν σε έναν τυφλόδιακρίνουν τρισδιάστατα αντικείμενα σε κοντινή απόσταση.
Οφθαλμική πρόσθεση
Ένα άτομο που έχει χάσει το όργανο όρασής του βιώνει όχι μόνο σωματικά, αλλά και ψυχολογικό τραύμα. Γι' αυτό είναι τόσο σημαντικό να κάνετε σωστά την προσθετική.
Η σύγχρονη ιατρική προσφέρει δύο τύπους: τεχνητή και πλαστική. Οι οδοντοστοιχίες χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις πλήρους απώλειας βολβός του ματιού, ή την υποατροφία του (σημαντική μείωση του μεγέθους), όταν τοποθετείται μια πολύ λεπτή πλαστική πρόθεση, που ονομάζεται επίσης στεφάνη.
Οι οδοντοστοιχίες είναι κατασκευασμένες από γυαλί και πλαστικό. Παρά το γεγονός ότι τα γυάλινα προϊόντα είναι βαρύτερα και λιγότερο πρακτικά λόγω της ευθραυστότητας του υλικού, έχουν ένα σημαντικό πλεονέκτημα - φαίνονται πιο ζωντανά. Όταν υγραίνεται με δάκρυα, εμφανίζεται μια φυσική λάμψη. Οι πλαστικές οδοντοστοιχίες είναι πιο πρακτικές. Δεν σπάνε, είναι ελαφρύτερα και πρακτικά δεν γίνονται αισθητά στην κοιλότητα. Αλλά όταν μακροχρόνια χρήσηκαι απρόσεκτος χειρισμός, το πλαστικό γρατσουνίζεται και η επιφάνειά του θαμπώνει. Για τη διατήρηση της πρόθεσης σε καλή κατάστασηΜπορείτε να χρησιμοποιήσετε τεχνητά δάκρυα - οφθαλμικές σταγόνες.
Οι προθέσεις μπορούν να είναι στάνταρ και να επιλέγονται από οφθαλμίατρο ή να κατασκευάζονται σύμφωνα με ατομική παραγγελίαόταν ο καλλιτέχνης αναπαράγει ακριβές αντίγραφουγιές μάτι.
Φροντίδα της κοιλότητας του επιπεφυκότα και της πρόθεσης
Μετά την επιτυχή προσθετική, πρέπει να τηρείτε ορισμένους κανόνες για τη φροντίδα της πρόθεσης και της κοιλότητας της.
Την πρώτη φορά μετά την επέμβαση, η πίεση που ασκεί το τεχνητό μάτι στον επιπεφυκότα προκαλεί πόνο και ερεθισμό. Αλλά παρόλα αυτά, θα πρέπει να φοριέται συνεχώς, έτσι ώστε η κοιλότητα να είναι καλά σχηματισμένη.
Συνιστάται η αφαίρεσή του από την κοιλότητα μόνο για να ξεπλυθεί και να απελευθερωθεί η βλεννογόνος μεμβράνη από συσσωρευμένες εκκρίσεις, ώστε να αποφευχθεί η φλεγμονή. Μέχρι να σχηματιστεί η κοιλότητα, είναι καλύτερο να διεξάγετε τη διαδικασία δύο φορές την ημέρα.
Μετά την αφαίρεση της πρόσθεσης, ο επιπεφυκότας πρέπει να πλυθεί βρασμένο νερό, και απαλλαγμένο από την εκκένωση. Στη συνέχεια, πέσε στην κοιλότητα του επιπεφυκότα σταγόνες για τα μάτια: Διάλυμα 2%. βορικό οξύή διάλυμα χλωραμφενικόλης 0,25%.
Η πρόθεση πλένεται επίσης με βραστό νερό. Μετά από αυτό μπορεί να πλυθεί με υδατικό διάλυμα χλωρεξιδίνης 0,05%.
Πώς να αφαιρέσετε και να τοποθετήσετε μια πρόθεση;
Είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε την πρόσθεση από την κοιλότητα ενώ κάθεστε σε ένα τραπέζι καλυμμένο με μαλακό υλικό για να μην σπάσει ή γρατσουνιστεί. Τραβήξτε προσεκτικά προς τα πίσω το κάτω βλέφαρο, τραβήξτε το τεχνητό μάτι με μια γυάλινη ράβδο και τραβήξτε το έξω από την κοιλότητα.
Η πρόσθεση πρέπει να εισάγεται έτσι ώστε η εγκοπή πάνω της να αντιστοιχεί στην εσωτερική γωνία άνω βλέφαρο. Πρώτα από όλα, η πρόσθεση εισάγεται από κάτω άνω βλέφαρο, μετά για το κάτω.
Τεχνητό δάκρυ
Κατά τη χρήση πλαστικής πρόσθεσης, η κοιλότητα του επιπεφυκότα πρέπει να υγραίνεται περιοδικά, καθώς εμφανίζεται κακή διαβροχή και η βλεννογόνος μεμβράνη στεγνώνει, γεγονός που οδηγεί σε δυσάρεστες αισθήσεις, πόνο και αίσθηση άμμου.
Οι καλύτερες οφθαλμικές σταγόνες για αυτό το σκοπό είναι τα τεχνητά δάκρυα. Αυτό το φάρμακο χρησιμοποιείται για την ενυδάτωση των μεμβρανών του ματιού και είναι ένα παχύρρευστο διαφανές υγρό.
Το φάρμακο έχει προστατευτικό, μαλακτικό και ενυδατικό αποτέλεσμα. Όταν μικροσωματίδια θραυσμάτων εισέρχονται κατά λάθος στην προσθετική κοιλότητα, η τριβή της πρόθεσης έναντι της βλεννογόνου μεμβράνης αυξάνεται και προκαλεί δυσφορία. Χρησιμοποιώντας τεχνητά δάκρυα για τα μάτια, μπορείτε να αποφύγετε αυτά τα προβλήματα.
Ενδοφθάλμιοι φακοί (IOL)
Τραυματισμοί που οδηγούν σε απώλεια της όρασης μπορεί να οδηγήσουν σε άλλες επιπλοκές. Εάν ο φακός είναι κατεστραμμένος, πρέπει να αφαιρεθεί. Εάν το επιτρέπει η κατάσταση των ματιών, μετά τη θεραπεία εμφυτεύεται IOL.
Κατά την αντικατάσταση ενός κατεστραμμένου με τεχνητός φακόςμάτια, η τιμή του θα εξαρτηθεί από τον τύπο του φακού και τον κατασκευαστή. Τρέξιμο απογείωσης πολιτική τιμολόγησηςκυμαίνεται από 15.000 έως 84.000 ρούβλια.
Η χρήση των πιο πρόσφατων τεχνολογιών με χρήση τεχνητών φακών και προσθετικών ματιών θα επιτρέψει στους ανθρώπους που έχουν χάσει την όρασή τους να νιώσουν ξανά τη χαρά της ζωής και να κάνουν αυτό που αγαπούν. Φροντίστε τα μάτια σας και να είστε υγιείς.
Στο σημερινό μας άρθρο:
Νέα τεχνολογίαπου ονομάζεται bionic επέτρεψε σε ασθενείς με μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα να αποκαταστήσουν ορισμένα από τα οπτικά τους πεδία. Αυτό έδωσε τη δυνατότητα στους ανθρώπους να διακρίνουν αντικείμενα και ακόμη και να διαβάζουν επικεφαλίδες κειμένου, αλλά και πάλι δεν μπορούν να κινηθούν ήρεμα στο δρόμο.
Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια εργάζονται για τη βελτίωση αυτής της τεχνολογίας, η οποία επιτρέπει σε συγκεκριμένα κύτταρα στον αμφιβληστροειδή να μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρική δραστηριότητα. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Neuron.
Ο αμφιβληστροειδής αποτελείται από πολλά στρώματα κυττάρων. Το πρώτο στρώμα περιέχει φωτοϋποδοχείς που ανιχνεύουν το φως και το μετατρέπουν σε ηλεκτρικά σήματα. Η μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα έχει ως αποτέλεσμα τη μειωμένη λειτουργία αυτών των κυττάρων.
Αρκετοί τύποι προθέσεων αμφιβληστροειδούς βρίσκονται υπό ανάπτυξη. Το Argus II είναι η πιο διάσημη από αυτές τις συσκευές. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, εγκρίθηκε για τη θεραπεία της μελαγχρωστικής αμφιβληστροειδίτιδας το 2013. Αποτελείται από μια κάμερα τοποθετημένη στο σκελετό των γυαλιών που μεταδίδει ραδιοφωνικά σήματα σε ένα δίκτυο ηλεκτροδίων που εμφυτεύονται στον αμφιβληστροειδή. Τα ηλεκτρόδια διεγείρουν τα γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς και δείχνουν στο άτομο τι καταγράφει η κάμερα.
«Αυτή είναι μια τεράστια επιτυχία στη θεραπεία και μια νέα ευκαιρία για ασθενείς με μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα. Από την άλλη πλευρά, η βιονική όραση απέχει ακόμα πολύ από το φυσικό», εξηγεί ο καθηγητής E.J. Τσιτσιλνίσκι
Οι τρέχουσες τεχνολογίες στερούνται ειδικότητας ή πιστότητας. Αν και το μεγαλύτερο μέρος της οπτικής επεξεργασίας λαμβάνει χώρα στον εγκέφαλο, μερικές από αυτές πραγματοποιούνται από γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς, από τα οποία υπάρχουν 1 έως 1,5 εκατομμύρια κύτταρα σε κάθε μάτι. Η φυσική όραση, η οποία μας επιτρέπει να λαμβάνουμε πιο λεπτομερείς πληροφορίες για το σχήμα, το χρώμα, το βάθος και την κίνηση, απαιτεί την ενεργοποίηση ορισμένων κυττάρων του αμφιβληστροειδούς την κατάλληλη στιγμή.
Οι επιστήμονες εστίασαν τις προσπάθειές τους σε έναν τύπο γαγγλιακού κυττάρου του αμφιβληστροειδούς που ονομάζονται κύτταρα-ομπρέλα. Αυτά τα κύτταρα είναι πολύ σημαντικά για την ανίχνευση της κίνησης, της κατεύθυνσης και της ταχύτητάς της σε μια οπτική σκηνή. Όταν ένα κινούμενο αντικείμενο διέρχεται από τον οπτικό χώρο, τα κύτταρα εκτοξεύονται σε κύματα στον αμφιβληστροειδή.
Οι ερευνητές τοποθέτησαν ένα δίκτυο 61 ηλεκτροδίων σε περιοχές του αμφιβληστροειδούς και άρχισαν να τον διεγείρουν με παλμούς ρεύματος. Αυτό τους επέτρεψε να διακρίνουν τα κύτταρα «ομπρέλα», τα οποία έχουν διαφορετικές αποκρίσεις, από άλλα γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς. Επιπλέον, οι επιστήμονες προσδιόρισαν πόση διέγερση χρειαζόταν για να ενεργοποιηθεί κάθε κύτταρο. Στη συνέχεια, οι ερευνητές κατέγραψαν τις αποκρίσεις παλμών για μια απλή συρόμενη εικόνα - μια λευκή λωρίδα που διασχίζει ένα γκρι φόντο. Τέλος, μπόρεσαν να αναπαράγουν τα ίδια κύματα δραστηριότητας που παράγουν τα κύτταρα-ομπρέλα κατά τη διάρκεια κινούμενων εικόνων.
«Απαιτείται πολλή δουλειά πριν από την ανάπτυξη μιας ολοκληρωμένης συσκευής που θα μπορούσε να παρέχει σε ένα τυφλό άτομο υψηλής ποιότητας όραση. Εάν μπορέσουμε να ξεπεράσουμε τα πολλά τεχνικά εμπόδια, τότε θα μπορέσουμε να επικοινωνήσουμε μαζί τους νευρικό σύστημαστη μητρική της γλώσσα και να αποκαταστήσει την κανονική λειτουργία των ματιών», πρόσθεσε ο Chichilnisky.
Η τεχνητή όραση γίνεται όλο και περισσότερο πραγματικότητα τόσο στην επιστήμη όσο και στην ιατρική - οι συγγραφείς μυθιστορημάτων επιστημονικής φαντασίας δεν το ονειρεύτηκαν ποτέ κάτι τέτοιο. Το περασμένο καλοκαίρι, οι πρώτοι τεχνητοί αμφιβληστροειδή από πυρίτιο εμφυτεύθηκαν σε τρεις τυφλούς ασθενείς. Και οι τρεις υπέστησαν σχεδόν ολική απώλεια όρασης που προκλήθηκε από μελαγχρωματική αμφιβληστροειδίτιδα (RP), μια ασθένεια των ματιών που βλάπτει τη νυχτερινή και την περιφερική όραση. Έφυγαν από το νοσοκομείο την επομένη της επέμβασης.
Ο αμφιβληστροειδής τεχνητό πυρίτιο (ASR, από τεχνητό αμφιβληστροειδή πυρίτιο) επινοήθηκε από τους ιδρυτές της Optobionics, τους αδελφούς Vincent και Alan Chow. Το ASR είναι ένα τσιπ με διάμετρο 2 mm και πάχος μικρότερο από ανθρώπινες τρίχες. Περίπου 3.500 μικροσκοπικά ηλιακά κύτταρα τοποθετούνται σε μια γκοφρέτα πυριτίου, η οποία μετατρέπει το φως σε ηλεκτρικές ώσεις.
Ένα μικροκύκλωμα σχεδιασμένο να αντικαθιστά κατεστραμμένους φωτοϋποδοχείς - φωτοευαίσθητα στοιχείαμάτια, που μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικά σήματα στο υγιές μάτι - λειτουργεί από εξωτερικό φως, δεν έχει μπαταρίες ή καλώδια. Τεχνητός αμφιβληστροειδής πυριτίου χειρουργικάεμφυτεύεται κάτω από τον αμφιβληστροειδή του ασθενούς, στον λεγόμενο υποαμφιβληστροειδικό χώρο, και παράγει οπτικά σήματα παρόμοια με αυτά που παράγονται από το στρώμα του βιολογικού φωτοϋποδοχέα.
Στην πραγματικότητα, το ASR λειτουργεί με φωτοϋποδοχείς που δεν έχουν ακόμη χάσει την ικανότητα να λειτουργούν. «Αν το τσιπ μπορεί να αλληλεπιδράσει μαζί τους για αρκετό καιρό, τότε κινούμαστε προς τον στόχο στο σωστό μονοπάτι», είναι σίγουρος ο Άλαν Τσόου.
Τα άτομα που πάσχουν από μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα χάνουν σταδιακά τους φωτοϋποδοχείς. Γενικά, αυτή είναι η συλλογική ονομασία πολλών οφθαλμικών παθήσεων, με αποτέλεσμα να καταστρέφεται το στρώμα του φωτοϋποδοχέα.
Η ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας (AMD, από την ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας), σύμφωνα με τους αδελφούς Chow, μπορεί επίσης να διορθωθεί χρησιμοποιώντας τεχνητό αμφιβληστροειδή πυριτίου. Οι κηλίδες στον κερατοειδή είναι συνέπεια της γήρανσης, αλλά ακριβής λόγοςδεν είναι ακόμη γνωστό. Περισσότερα από 30 εκατομμύρια του παγκόσμιου πληθυσμού πάσχουν από τέτοιες ασθένειες και συχνά οδηγούν σε ανίατη τύφλωση.
Μέχρι σήμερα, το ASR δεν έχει καταφέρει να θεραπεύσει το γλαύκωμα που σχετίζεται με νευρική βλάβη και δεν βοηθά τον διαβήτη, ο οποίος προκαλεί ουλές στον αμφιβληστροειδή. Ο τεχνητός αμφιβληστροειδής είναι ανίσχυρος για διάσειση και άλλους εγκεφαλικούς τραυματισμούς.
«Τώρα προσπαθούμε να καταλάβουμε πού να κινηθούμε μετά», λένε οι αδελφοί Τσόου για τα σχέδιά τους. "Μόλις μπορέσετε να αποφασίσετε, μπορείτε να πειραματιστείτε με την αλλαγή των παραμέτρων."
Φυσική και τεχνητή όραση
Η διαδικασία της «βλέποντας» μπορεί να συγκριθεί με τη λειτουργία μιας κάμερας. Σε μια κάμερα, οι ακτίνες φωτός περνούν μέσα από ένα σύνολο φακών που εστιάζουν την εικόνα στο φιλμ. Σε ένα υγιές μάτι, οι ακτίνες φωτός διέρχονται από τον κερατοειδή χιτώνα και τον φακό, που εστιάζει την εικόνα στον αμφιβληστροειδή, που είναι το στρώμα των φωτοευαίσθητων στοιχείων που επενδύουν την πίσω επιφάνεια του ματιού.
Η ωχρά κηλίδα είναι η περιοχή του αμφιβληστροειδούς που λαμβάνει και επεξεργάζεται λεπτομερείς εικόνες και τις στέλνει στον εγκέφαλο μέσω οπτικό νεύρο. Το σημείο πολλαπλών επιπέδων δίνει στις εικόνες που βλέπουμε τον υψηλότερο βαθμό ανάλυσης. Εάν το σημείο είναι κατεστραμμένο, η όραση επιδεινώνεται. Τι να κάνετε σε αυτή την περίπτωση; Εισαγάγετε το ASR.
Χιλιάδες μικροσκοπικά στοιχεία ASR συνδέονται σε ένα ηλεκτρόδιο που μετατρέπει τις εισερχόμενες εικόνες φωτός σε παλμούς. Αυτά τα στοιχεία διεγείρουν το έργο των υπόλοιπων λειτουργικών στοιχείων του αμφιβληστροειδούς και παράγουν οπτικά σήματα παρόμοια με τα σήματα που παράγονται από υγιές μάτι. Τα «τεχνητά» σήματα μπορούν στη συνέχεια να υποβληθούν σε επεξεργασία και να σταλούν κατά μήκος του οπτικού νεύρου στον εγκέφαλο.
Σε πειράματα σε ζώα τη δεκαετία του 1980, οι αδελφοί Τσόου διέγειραν το ASR με υπέρυθρο φως και κατέγραψαν την απόκριση του αμφιβληστροειδούς. Αλλά τα ζώα, δυστυχώς, δεν μπορούν να μιλήσουν, επομένως είναι άγνωστο τι πραγματικά συνέβη.
Πιο σημαντικά αποτελέσματα
Πριν από περίπου τρία χρόνια τα αδέρφια μάζεψαν επαρκή ποσότηταπληροφορίες για να επικοινωνήσετε με την Υπηρεσία Διατροφής και φάρμακαγια την άδεια διεξαγωγής κλινικών πειραμάτων με τη συμμετοχή ανθρώπων. Τρεις ασθενείς ηλικίας από 45 έως 75 ετών επιλέχθηκαν ως υποψήφιοι, για πολύ καιρόπάσχει από τύφλωση του αμφιβληστροειδούς.
«Επιλέξαμε άτομα με τις πιο σοβαρές αναπηρίες, έτσι ώστε αν καταφέρουν να δουν τουλάχιστον κάτι, τα αποτελέσματα θα είναι τα πιο ενθαρρυντικά», είπε ο Άλαν Τσόου για το πείραμα. «Θέλαμε να ξεκινήσουμε το συντομότερο δυνατό, ανησυχούσαμε μόνο για πολύ βιαστικά συμπεράσματα που θα μπορούσαν να εξαχθούν ως αποτέλεσμα των πειραμάτων».
Οι δημιουργοί του τεχνητού αμφιβληστροειδούς τονίζουν ότι σε επί του παρόντοςΗ συσκευή τους δεν μπορεί να βοηθήσει τους ασθενείς να δουν τον τρόπο που βλέπουν οι υγιείς άνθρωποι.
«Μπορούμε να μιλήσουμε για ένα λαμπρό αποτέλεσμα εάν η πυκνότητα των στοιχείων είναι επαρκής ώστε οι ασθενείς να δουν κινούμενα αντικείμενα. Στην ιδανική περίπτωση, πρέπει να μπορούν να αναγνωρίζουν τα σχήματα και τα περιγράμματα των αντικειμένων», λέει ο Larry Blankenship, διευθύνων σύμβουλος της Optobionics.
Οι εφευρέτες δεν φοβούνται την απόρριψη του εμφυτεύματος. «Μόλις εμφυτευτεί ο τεχνητός αμφιβληστροειδής, υπάρχει ένα κενό γύρω του, το οποίο είναι αρκετά προβλέψιμο», είπε ο Τσόου. Μπορεί ήδη να υποστηριχθεί ότι ο τεχνητός αμφιβληστροειδής πυριτίου είναι ένα μνημειώδες επιστημονικό επίτευγμα που θα βοηθήσει στην εξάλειψη της απειλής ορισμένων μορφών τύφλωσης για πάντα.
