Ретинални импланти ще помагат на незрящи хора да виждат отново

Учените винаги са приемали като истинско предизвикателство всяка възможност да дарят със зрение незрящи хора. За всички останали техните усилия вероятно изглеждат излишни, но науката прогресира именно благодарение на упорството на будните им умове.

Един от тях е Диего Геци, ръководител на направлението по невроинженеринг в американската компания за медицински изделия „Medtronic“ към инженерното училище на института „École polytechnique fédérale de Lausanne.“ От 2015 г. насам той и неговите колеги насочват изцяло вниманието си към разработването на ретинален имплант, чието действие се подпомага от смарт очила с вградена камера и микрокомпютър. По негови думи „системата е проектирана да осигури форма на изкуствено зрение на слепи хора чрез електроди, които да стимулират ретиналните им клетки.“

Черно-бели опростени образи

Вградената в смарт очилата камера улавя изображенията в полезрението на човека, който ги носи, и изпраща данните до микрокомпютър, монтиран в някое от рамената на очилата. Той преобразува информацията в светлинни сигнали, които се предават на електроди, разположени в самия ретинален имплант. Електродите стимулират ретината така, че незрящият успява да види опростена, черно-бяла версия на запаметената по-рано от компютъра картина. Изображението представлява съвкупност от точици светлина, които се появяват в момента на стимулация на ретиналните клетки. Все пак е важно човекът да се научи да различава очертанията на различните форми и предмети, за да придобие представа за видяното.

Геци пояснява: „Усещането е близко до това да наблюдаваш звездите в нощното небе. Стига да си запознат със съзвездията. Незрящите пациенти могат да виждат света около нас по сходен начин.“

Изобретението все още не е тествано върху хора

На този етап технологията не е тествана върху хора, а само чрез създадена от инженерите програма за виртуална реалност за симулация на онова, което пациентите биха видели с имплантите. Изследователският екип трябва да гарантира ефективността й, след което да получи разрешение за прилагането й върху хора. Самото разрешение за използване на медицински изделия отнема много време.

Заключенията на екипа са публикувани в списание „Communication Materials.“

Поле на зрение и резолюция

Експертите измерват два показателя, за да изчислят степента, до която незрящите хора биха виждали с помощта на ретиналните импланти: поле на зрение и резолюция. Имплантите съдържат 10 500 електрода, всеки от които допринася с една точка светлина за получаването на черно-бяло изображение.

Геци уточнява: „Не бяхме сигурни дали броят електроди е достатъчен или пък напротив – твърде голям. Имахме трудната задача да изчислим точния им брой, за да не се затрудни твърде много възпроизводството на картината. От една страна, точките трябва да са достатъчно отдалечени една от друга, за да могат пациентите да ги различават, а от друга страна, трябва да са достатъчно на брой, за да се осигури нужната резолюция.“

Друго предизвикателство пред инженерите е да се гарантира, че всеки електрод ще произведе своята точка от светлина. Според тях е много важно да не се стимулира една и съща част на ретината с два електрода. За целта те провеждат електрофизиологични тестове, по време на които записват активността на ретиналните ганглийни клетки. Резултатите разкриват, че всеки електрод наистина успява да покрие и активира различна зона от ретината.

Следващата стъпка за екипа е да провери дали 10 500 светлинни точки осигуряват достатъчно висока резолюция. Тук се намесва програмата за виртуална реалност, чиито симулации доказват, че броят им е напълно подходящ. Използването на повече не би донесло никакви ползи за пациентите.

Учените извършват допълнителни експерименти при постоянно резолюция и от различни ъгли на полето на зрение. Първоначално ъгълът е 5°,като постепенно достига 45°. Точката на насищане, или моментът, в който обектът вече става ясен, е на 35°. Според Геци капацитетът на системата за изкуствено зрение няма нужда от повишаване и оттук нататък предстоят единствено клинични изпитания. Засега обаче инженерите ще трябва да бъдат търпеливи, преди да могат да приложат иновативния подход върху хора.