Demonstracija: Dirbtinė tinklainė

Devintojo dešimtmečio viduryje neurooftalmologas Josephas Rizzo III tyrinėjo tinklainės transplantaciją, siekdamas atkurti aklųjų regėjimą. Vieną dieną, pašalinus laboratorinio gyvūno tinklainę – ploną audinio membraną, išklojančią užpakalinę akies obuolio vidų, jis patyrė epifaniją. Kai padariau pjūvį, pasakiau sau: „Ką tu, po velnių, darai?“ – pasakoja Rizzo. Jis suprato, kad nutraukia nervinius ryšius, kurių iš tikrųjų nepatenka daugeliui aklumo formų. Tinklainės šviesą jautrios ląstelės miršta nuo pigmentinio retinito ir su amžiumi susijusios geltonosios dėmės degeneracijos, kuri paveikia milijonus žmonių visame pasaulyje; tačiau netoliese esantys neuronai, perduodantys signalus iš tų ląstelių į smegenis, lieka nepažeisti. Taigi Rizzo sumanė tinklainės protezą – implantą, kuris imtų belaidį signalą iš vaizdo kameros, apeitų šviesos receptorius ir tiesiogiai stimuliuotų sveikas nervines ląsteles, kad vaizdas būtų tiekiamas į smegenis. Rizzo, dirbantis Masačusetso akių ir ausų ligoninėje bei Bostono VA medicinos centre, bendradarbiavo su MIT elektros inžinieriumi Johnu Wyattu jaunesniuoju, kad įgyvendintų schemą. 1988 m. jie pradėjo Bostono tinklainės implantų projektą, kurį šiandien sudaro 27 tyrėjai aštuoniose institucijose. Komanda jau atliko trumpalaikius žmogaus bandymus ir tikisi iki 2006 m. išbandyti nuolatinį protezą. Wyatt ir Rizzo neseniai TR redaktorei Erikai Jonietz pažvelgė į jų pažangą.

vienas. Vaizdo relė. Mažoje, be langų darbo patalpoje, prikimštame stalų ir įrangos savo MIT laboratorijoje, Wyatt paaiškina, kaip realaus laiko vaizdas yra fiksuojamas ir perduodamas tinklainės protezui. Kol jis kalba, kviestinis mokslininkas, vardu Shawn Kelly, modeliuoja išorines sistemos dalis. Idėja: maža komercinė skaitmeninė vaizdo kamera (tyrėjai tokios dar nepasirinko) būtų montuojama ant akinių. Kaip vartotojas žiūrėjo, siųstuvas – dabar tik laidų ritė, pritvirtinta prie grandinės plokštės, kuri bus supakuota ir nešiojama ant diržo – belaidžiu būdu siųstų vaizdus iš fotoaparato į implantą jo akyje. Štai siųstuvo ritė, sako Wyatt, nurodydamas du koncentrinius varinius žiedus, pritvirtintus prie akinių ausinės. Jis teigia, kad naudodamas radijo bangas, vidinis žiedas siunčia duomenis į protezą, o išorinė ritė – galią.

Ši istorija buvo mūsų 2004 m. rugsėjo mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

du. Gautas pranešimas. Padėjęs akinius šalia akies obuolio modelio, Wyatt parodo, kaip siųstuvo ritė sutampa su panašia imtuvo ritė ant implanto, kuris yra ant akies paviršiaus. Savo dizaine mes beveik visą implanto masę dedame už akies obuolio, sako Wyatt. Daugelį metų norėjome viską įdėti į vidų. Tačiau akis nemėgsta viduje esančių daiktų; štai kodėl jis neturi užtrauktuko. Nuo 1998 iki 2000 m. komanda atliko daugybę eksperimentų su vidiniu implantu, kelioms valandoms įdėdami elektrodus į aklųjų savanorių akis ir sudegindami elektrodus pagal skirtingus bandymo modelius. Žmonės matė dėmes ir kartais linijas, bet jie nematė tiek daug, kiek tikėjomės, sako Wyatt. Manome, kad žmonės galėtų geriau matyti, jei turės daugiau laiko praleisti su implantu ir tikrai išmoks jį naudoti. Taigi komanda dirbo kurdama protezą, geriau tinkantį nuolatiniam naudojimui. Dabartinis išorinis akių obuolio dizainas yra rezultatas. Implantas prie akies paviršiaus tvirtinamas mažais siūlais, kad jis nesislinktų, kai akis normaliai juda savo lizde. Vienintelis dalykas, kuris prasiskverbia į akį, yra nedidelis 10 mikrometrų storio, dviejų milimetrų pločio ir trijų milimetrų ilgio elektrodų masyvas. Masyvas slysta po tinklaine, kur elektrodai stimuliuoja išlikusias nervų ląsteles, reaguodami į fotoaparato vaizdus, ​​​​suteikdami nedidelį matymo lopinėlį.

3. Sintetinis regėjimas. Wyatt nuima implantą nuo modelio ir padeda jį ant netoliese esančios plokštės, kad geriau matytų. Lankstus, balkšvas polimeras, kuris formuojasi prie akies, sudaro jos pagrindą. Elektronika sėdi ant penkiakampio viršuje. Wyatt nurodo mažą juodą kvadratą toje srityje, kuris veikia kaip implanto smegenys. Šis lustas, sukurtas jo laboratorijoje, gauna vaizdo duomenis ir galią iš siųstuvo ir nustato elektrodų šūvių modelį, kuris geriausiai atkurs vaizdą iš fotoaparato. Plonos jungiamosios polimero dalies apačioje yra imtuvo ritė, o jos kairėje, skaidrioje, lanksčioje juostoje, pati elektrodų matrica.

Keturi. Artėja . Rizzo perkelia implantą po didintuvu, kad ištirtų masyvą. Šiuo metu jį sudaro tik 15 elektrodų, kurių kiekvieno skersmuo 400 mikrometrų. Elektrodas sukels netoliese esančią nervų ląstelių grupę, sako Rizzo. Nors tai suteiks tik nedidelę žemos raiškos regėjimo sritį, Rizzo mano, kad tai padės pasiekti jo pirmąjį tikslą: pagerinti aklųjų gyvenimo kokybę, leidžiant jiems lengviau vaikščioti po nepažįstamas vietoves su lazdelėmis – ir lazda yra graži. gerai, sako jis. Po 16 metų trukusių tyrimų Rizzo ir Wyatt žino, kad net šio riboto tikslo pasiekimas bus milžiniškas žingsnis į priekį dirbtinio regėjimo srityje.

paslėpti