Jeszcze do niedawna elektroniczne implanty przywracające wzrok pojawiały się jedynie w powieściach science fiction. Wszystko wskazuje jednak na to, że już za kilka lat wszczepianie takich urządzeń stanie się rutynową procedurą terapeutyczną.
O nowej klasie neuroprotez, dzięki którym tysiące ludzi będzie mogło odzyskać wzrok, uczeni poinformowali podczas konferencji naukowej AAAS Meeting w San Francisco.
Ludzkie oko to jeden z najbardziej skomplikowanych wynalazków natury. Tysiące wyspecjalizowanych komórek nerwowych umieszczonych na siatkówce potrafi zamieniać bodźce świetlne na impulsy nerwowe, na podstawie których w mózgu powstaje obraz oglądanego przez nas przedmiotu. Na skutek różnego rodzaju chorób może dojść do degeneracji fotoreceptorów siatkówki. Chory zaczyna widzieć coraz gorzej, aż w końcu – nieodwracalnie – traci wzrok.
Takim osobom może pomóc wynalazek prof. Marka Humayuna z University of California. Elektroniczna proteza wzroku o nazwie Argus II składa się z trzech elementów: okularów z kamerą, wszczepianego do oka czipa oraz kieszonkowego urządzenia przetwarzającego informacje z kamery na odpowiedni sygnał przesyłany do czipa. Zabieg wszczepienia implantu ma trwać zaledwie godzinę.
Jak działa Argus? Niezwykle prosto. Kamera wysyła sygnały o rejestrowanym przez nią obrazie do przenośnej, bezprzewodowej przystawki noszonej w kieszeni. Zadaniem przystawki jest zamiana sygnału wizualnego na sygnał pobudzający elektrody czipa z odpowiednią częstotliwością. “Sygnał trafia wpierw do odbiornika umieszczonego na gałce ocznej, a stamtąd do elektrod pobudzających nerw wzrokowy, podobnie jak czyniłyby to fotoreceptory” – wyjaśnia prof. Humayun. Cały proces odbywa się niezwykle szybko, zaledwie ulamki sekundy. Implant siatkówkowy to kilkumilimetrowa płytka z 60 niezależnymi mikroelektrodami, które potrafią generować prąd i pobudzać nerw wzrokowy.
Co zobaczy osoba z nowym implantem? Zapewne znacznie więcej niż ludzie, którym wszczepiono Argusa I z wyposażonego w 16 elektrod. “Choć poprzedni implant był dość słaby wyniki eksperymentu przeszły nasze najśmielsze oczekiwania” – zauważa amerykański uczony. Spodziewano się, że chorzy odzyskają jedynie zdolność odróżniania ciemności i jasności. Okazało się jednak, że po kilku tygodniach “nauki” odczytywania nowych wrażeń ochotnicy potrafili odróżnić kubek od widelca, dostrzec okno, drzwi czy poruszające się obiekty. Mózg pacjentów dopowiadał brakujące informacje, dzięki czemu mogli wyciągać pełniejsze wnioski z tego, co widział sam czip. Jednym z pacjentów, którym wszczepiono pierwszą wersję implantu o małej rozdzielczości, był 58-letni Kalifornijczyk, Terry Byland. “Z początku widzenie z pomocą Argusa I przypominało patrzenie na kilka świecących punktów” – wspomina. “Teraz widzę znacznie więcej, np. kiedy przechadzam się po ulicy, potrafię dostrzec nisko zawieszone gałęzie. Dostrzegam też ludzkie twarze, choć są to dla mnie po prostu ciemniejsze plamy na jaśniejszym tle” – mówi.
Co ciekawe, niektórzy pacjenci z wszczepionym implantem nie tylko widzą jasne punkty, ale też kolory. Zdaniem prof. Humayuna wrażenia barw biorą się z przypadkowego dobrania częstotliwości impulsów elektrycznych generowanych przez Argusa. “Może się zdarzyć, że implant podbudza nerw w tym samym rytmie, co zdrowe receptory reagujące na jakiś kolor” – wyjaśnia badacz. “Jeśli uda nam się rozszyfrować elektryczny kod poszczególnych kolorów, być może, w kolejnej generacji implantów będziemy potrafili je odtwarzać, tak by chorzy widzieli barwny obraz” – mówi prof. Humayun.
Nim to jednak nastąpi badacze planują testy nowej wersji implantów. Zostaną one przeprowadzone w pięciu ośrodkach badawczych i łącznie weźmie w nich udział ok. 75 osób. Zdaniem Humaya, czip o mocy 60 pikseli (każda elektroda to jeden świetlny punkt, który dostrzeże siatkówka) umożliwi pacjentom szybsze rozróżnianie obiektów. Urządzenie ma kosztować ok. 30 tys. dolarów, a więc podobnie co implant ślimakowy, który wszczepia się obecnie osobom niesłyszącym.
Na tym jednak nie koniec badań prof. Humayuna. “Budowa pierwszego urządzenia zajęła nam 15 lat, a Argusa II zaledwie cztery. Biorąc pod uwagę postęp technologii, jestem przekonany, że już za 5 lat będziemy mogli zaproponować chorym implanty o rozdzielczości rzędu tysięcy pikseli, które umożliwią im rozpoznawanie twarzy” – opowiada uczony.
źródło: Dziennik
