Aklieji pacientai gali išbandyti bioninius akių smegenų implantus

Antras žvilgsnis

Pirmosios pasaulyje komercinės dirbtinės tinklainės, kuri suteikia dalinį regėjimą žmonėms, turintiems tam tikrą aklumą, gamintojas pradeda klinikinį smegenų implanto, skirto regėjimui atkurti daugiau pacientų, tyrimą.

Bendrovė „Second Sight“ bando, ar elektrodų rinkinys, esantis ant smegenų paviršiaus, gali grąžinti ribotą regėjimą žmonėms, kurie iš dalies ar visiškai apako. Dešimtmečius mokslininkai bandė sukurti smegenų implantus, kad sugrąžintų akliesiems regėjimą, tačiau jiems pavyko ribotai. Jei „Second Sight“ prietaisas veiktų, jis galėtų padėti milijonams aklų pacientų visame pasaulyje, įskaitant tuos, kurie neteko vienos ar abiejų akių.

Įrenginys, vadinamas „Orion“, yra modifikuota dabartinės bendrovės „Argus II“ bioninės akies versija, kurią sudaro akiniai su kamera ir išoriniu procesoriumi. JAV maisto ir vaistų administracija suteikė bendrovei sąlyginį patvirtinimą nedideliam tyrimui, kuriame dalyvavo penki pacientai dviejose vietose – Baylor medicinos koledže ir Kalifornijos universitete Los Andžele. „Second Sight“ dar turi atlikti tolesnius prietaiso bandymus ir atsakyti į tam tikrus klausimus prieš pradedant bandymą, tačiau tikisi pradėti pacientų registraciją spalį ir pirmąjį implantą atlikti iki metų pabaigos.

„Second Sight“ pirmą kartą Europoje gavo Argus II patvirtinimą 2011 m., o 2013 m. gavo FDA patvirtinimą (žr. „Bioninis akių implantas, patvirtintas JAV pacientams“). Nuo to laiko Europoje buvo patvirtinti dar du tinklainės protezai – vieną parduoda Prancūzijos įmonė Pixium Vision, o kitą – Vokietijos įmonė Retina Implant.

Taip pat žinomi kaip bioninė akis, visi trys prietaisai yra skirti atkurti regėjimą pacientams, sergantiems genetiniu akių sutrikimu, vadinamu pigmentiniu retinitu. Liga sukelia laipsnišką regėjimo praradimą, kai šviesą jautriosios ląstelės, vadinamos fotoreceptoriais, suyra tinklainėje - audinio membranoje, dengiančioje akies užpakalinę dalį. Apytiksliai 1,5 milijono žmonių visame pasaulyje, įskaitant apie 100 000 žmonių JAV, turi pigmentinį retinitą. Pasaulio sveikatos organizacijos duomenimis, tai yra nedidelė dalis iš 39 milijonų aklų žmonių visame pasaulyje.

„Second Sight“ įrenginio „Orion“ – smegenų implanto, kuriam naudojama didžioji dalis esamo bendrovės įrenginio „Argus II“ technologijos, atvaizdas.

Tačiau Robertas Greenbergas, „Second Sight“ valdybos pirmininkas, sako, kad bendrovė pardavė tik apie 250 „Argus II“ įrenginių, o tai yra mažiau nei tikėjosi. Prietaisas kainuoja apie 150 000 USD ir atkuria minimalų regėjimą. Tik 15 centrų JAV siūlo šią technologiją, o dėl konkurencijos užsienyje „Second Sight“ tikisi, kad jos naująjį smegenų implantą galėtų panaudoti daug daugiau žmonių.

„Second Sight“ „Argus II“ vaizdams užfiksuoti naudoja kamerą, pritvirtintą ant akinių. Vaizdai siunčiami į nedidelį, paciento nešiojamą procesorių, kuris specialia programine įranga paverčia vaizdus į instrukcijų rinkinį, kuris siunčiamas į implantuotą lustą šalia tinklainės. Tada šios instrukcijos perduodamos kaip elektrinių impulsų serija į elektrodų masyvą, taip pat implantuojamą aplink akį.

Žmonėms, sergantiems pigmentiniu retinitu, prietaisas gali būti naudingas, nes liga sunaikina tik specializuotus fotoreceptorius, o likusias tinklainės ląsteles palieka nepažeistas. Šios tinklainės ląstelės gali perduoti vaizdinę informaciją išilgai regos nervo į smegenis, sukurdamos šviesos modelius paciento regėjimo lauke.

Naujasis įrenginys „Orion“ apie 90 procentų savo technologijos pasiskolino iš „Argus II“, bet aplenkia akį. Vietoj to, elektrodų masyvas yra dedamas ant regos žievės, smegenų dalies, kuri apdoroja vaizdinę informaciją, paviršiaus. Čia pateikiami elektros impulsai turėtų padėti smegenims suvokti šviesos modelius.

Kai kurių tipų aklumo atveju regos nervas yra pažeistas, todėl jūs turite eiti pasroviui. Su Orionu mes iš esmės visiškai pakeičiame akį ir regos nervą, sako Greenbergas. Taikant šį metodą, „Orion“ technologija galėtų padėti visiems, kurie turėjo regėjimą, bet prarado jį beveik dėl bet kokios priežasties.

„Second Sight“ apskaičiavo, kad apie 400 000 pigmentinės retinito pacientų visame pasaulyje gali naudoti dabartinį prietaisą, tačiau apie 6 milijonai žmonių, kurie yra akli dėl kitų priežasčių, pavyzdžiui, vėžio, diabetinės retinopatijos, glaukomos ar traumų, hipotetiškai galėtų naudoti „Orion“.

Greenbergas tikisi, kad šis metodas atkurs tokį patį regėjimo laipsnį kaip Argus II, galbūt šiek tiek daugiau. Vis dėlto žmonių, turinčių bionines akis, regėjimas yra ribotas. Jie gali atskirti šviesą nuo tamsos ir atpažinti objektų kontūrus, bet nemato spalvų. Pacientų patirtis taip pat skiriasi. Kai kurie gali skaityti mažas raides, bet kiti ne.

Pagrindinis trūkumas yra tai, kad prietaisui reikia daugiau invazinės operacijos nei Argus II. Reikia pašalinti nedidelę kaukolės dalį, kad būtų atskleista smegenų sritis, kurioje yra elektrodų rinkinys. Kadangi elektriniai smegenų implantai kelia pavojų, pavyzdžiui, infekciją ar traukulius, pirmasis klinikinis tyrimas bus nedidelis, o bendrovė pradės nuo implanto bandymų su visiškai akliais pacientais.

Praėjusiais metais „Second Sight“ išbandė šį metodą, į 30 metų paciento, kuris aštuonerius metus buvo beveik aklas, smegenis implantuodamas paruoštą neurostimuliatorių nuo epilepsijos. Pacientas galėjo matyti šviesos dėmes be reikšmingo neigiamo šalutinio poveikio.

Tyrėjai iš Ilinojaus technologijos instituto Čikagoje ir Monasho universiteto Australijoje dirba su panašiomis dirbtinėmis tinklainėmis, kurios jungtųsi tiesiogiai su smegenimis.

Martha Flanders, Nacionalinio akių instituto Centrinės vizualinio apdorojimo programos direktorė, teigia, kad smegenų implantą bus sunkiau įdiegti nei tinklainės, nes smegenų regos žievė yra daug sudėtingesnė nei akis. Flandrija teigia, kad mokslininkai dar tik pradeda suprasti, kaip smegenys apdoroja vaizdus, ​​kad sukurtų regėjimą ir kaip neuronai išgauna informaciją iš regos žievės.

Jei galėtume išsiaiškinti, kaip apdoroti ir filtruoti vaizdinę informaciją, kad būtų tinkamai stimuliuojami elektrodai, galiausiai galėtume pagerinti vaizdo, kurį žmogus galės suvokti, tipą, sako ji.

Flandrija sako, kad antrojo regėjimo testas yra geras pirmas žingsnis, tačiau tai nebus panašu į savo močiutę.

Dėl smegenų sudėtingumo Markas Humayunas, Pietų Kalifornijos universiteto oftalmologijos ir biomedicinos inžinerijos profesorius, kuris 25 metus praleido kurdamas Argus II, sako, kad „Second Sight“ reikės sukurti naują programinę įrangą ir algoritmus, kad būtų galima konvertuoti vaizdinę informaciją. kamera paima ir virsta elektros impulsais.

Kad naujasis įrenginys būtų patvirtintas reguliuotojų, Humayun teigia, kad „Second Sight“ turės parodyti, kad atlikti pakeitimai yra verti papildomos saugos rizikos, kylančios naudojant labiau invazinį įrenginį.

paslėpti