Göz implantları. Göz altı implantları

Gözler vücuttaki en karmaşık sistemdir. Sinirbilimciler hâlâ görsel uyaranların beyin tarafından algılanan bilgi mesajlarına nasıl dönüştürülebileceğini bulmaya çalışıyorlar. Üstelik bu organ çok kırılgandır ve görme bozuklukları tüm hastalıklar arasında en sık görülenlerden biridir.

Görmeyle ilgili en ciddi sorunların hastalıklar (pigmenter vb.) olduğunu belirtmekte fayda var, çünkü bu hastalıklara sahip hastaların yaklaşık dörtte biri tam görüşe sahip oluyor. Ve retina hastalıkları tedavi edilebilseydi her şey o kadar da kötü olmazdı, ancak bu gibi durumlarda herhangi bir tedavi yalnızca hastalığı yavaşlatma girişimleriyle sınırlıdır.

Aynı zamanda bu soruna bir nörobilgisayar çözümü de var: retinanın elektronik bir protezle değiştirilmesi. Bu cihazlardan biri olan Argus II, SecondSight tarafından oluşturuldu ve halihazırda Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın kullanım için önerildi. Bu cihazın klinik denemeleri başarılı oldu, ancak Argus II'nin hala keşfedilmemiş pek çok olasılığı var; Moorfields Göz Hastanesi'nden (İngiltere) Prof. Yvonne Yasası.

Argus II'nin gözlük üzerinde minyatür bir video kamera ve görsel bilgileri kablosuz olarak elektronik bir implanta aktaran bir cihaz olduğunu söylemek gerekir. İkincisinin görevi, "harici bir cihazdan" alınan talimatlara uygun olarak bilgi toplayan hücreleri uyarmaktır.

Deneye katılmak üzere retina dejenerasyonu nedeniyle neredeyse hiç görme yeteneği olmayan sekiz hasta seçildi. Görevleri, cihazı iki nesneyi (beyaz ve metal) ayırt etmek için kullanmaktı: önce koyu bir arka plana karşı, sonra da vurgulanmış konturlara sahip. Şiddetli retinitis pigmentosa hastası olan hastalardan önce bunu cihaz kapalıyken, ardından cihaz düzgün çalışmıyorken ve son olarak cihaz normal çalışırken yapmaları istendi.

Hastalar, ilk deneyde vakaların %12,5'inde, ikinci deneyde ise %9,4'ünde cihaz kapalıyken iki nesneyi ayırt edebildi. Kötü performans gösteren bir cihazla başarı oranı %26,2 ve %20,7'ye yükseldi. Son olarak, iyi çalışan bir cihazla, ayırt etme doğruluk oranları sırasıyla %32,8 ve %41,4 olup etkileyicidir.

SecondSight'ın bu alandaki başarılı rekabeti, Harvard, Florida Uluslararası Üniversitesi, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü vb.'den araştırmacıları içeren BostonRetinalImplantProject (ABD)'dir.

Bu tür bir cihazın ayırt edici özelliği, harici sinyalleri optik sinir hücrelerine ileten bir mikroçiptir. Bu elektrotlar aracılığıyla gerçekleşir. Örneğin Argus II'de bu elektrotlardan 60 adet var ve ne kadar çoksa görüntü o kadar detaylı olacak çünkü mikroçip etkinleştirilebilecek. daha fazla hücre bu da beyne daha fazla bilgi iletmek anlamına gelir.

Bu bağlamda, implant üreticilerinin, işlemci teknolojileri alanında olduğu gibi, bir birim alana mümkün olduğu kadar çok transistör sığdırmaya çalışırken elektrot sayısını artırmaya yönelik bir mücadeleye gireceğini rahatlıkla öngörebiliriz.

Yani, prof'un çalışma grubuna. Florida Uluslararası Üniversitesi'nden Kinzie Jones bunu yapmayı başardı. Teknolojileri 256 elektrotlu çipler üretiyor. Ancak bu teknoloji hâlâ klinik deneyleri bekliyor ancak bilim insanları çiplerinin parlak bir geleceğe sahip olduğundan emin.

Ancak bu tür cihazların retina sorunlarına her derde deva olduğu düşünülmemelidir. Bu tür protezler için ne kadar başarı öngörülüyor olursa olsun, öngörülebilir gelecekte bunların insan gözündeki retinanın yerini tamamen alması pek olası değil.

Rusya'da ilk kez doktorlar kör bir hastanın görüşünü kısmen geri getirmeyi başardılar. Yirmi yıldan fazla bir süredir Çelyabinsk sakini tamamen karanlıktaydı. Biyonik retina nakledildikten sonra ışığa tepki vermeye ve nesnelerin ana hatlarını tanımaya başladı. Uzmanlar, bir rehabilitasyon sürecinden sonra bir erkeğin algılayabileceğini söylüyor Dünya neredeyse hastalıktan öncekiyle aynı.

Grigory Aleksandroviç'in körler için bastonsuz ilk ürkek adımları. 25 yıl boyunca sadece onun yardımıyla hareket etti. yüzünden Genetik hastalık adam neredeyse görme yetisini tamamen kaybetti ama umudunu asla kaybetmedi.

Grigory Ulyanov, "Başvurdum ve beni seçtiler" diyor.

Rusya'da elektronik bir sistem kullanarak görüşünü geri kazanmayı başaran ilk ve şu ana kadar tek hasta oldu. Buna biyonik göz deniyor ama tabii ki hastanın gözü kendisine ait. Sistem, retina görevi gören implante edilmiş bir sensör, özel gözlükler ve bir bilgisayardan oluşuyor. Gözlüğe monte edilen kamera görüntüyü alır, oradan sinyal bir dizüstü bilgisayara gider, burada elektriksel darbelere dönüştürülür ve yapay retinaya gönderilir.

“Mikro kablodan geçen akım, retinanın yüzeyine yerleştirilen elektronik çipin yerleştirildiği göze giriyor. Bu çip aracılığıyla, optik sinirin sinir uçlarında tahriş meydana geliyor, "diyor Rusya Ulusal Araştırma Tıp Üniversitesi Federal Devlet Bütçe Yüksek Eğitim Kurumu Oftalmoloji Araştırma Merkezi müdürü. N.I. Pirogova Hristo Takhchidi.

Retina implantasyonu operasyonu altı saatten fazla sürdü. Cerrahlar minyatür implanta zarar vermemek için özel aletler bile kullanarak çok dikkatli çalıştılar.

“5 mm’lik bir kesiden bu implant göz boşluğuna yerleştiriliyor. Lütfen silikon uçlu tüm cımbızların özel olduğunu unutmayın, çünkü kabloyu sıkarsanız lifleri ısırırsınız” diyor Rusya Ulusal Tıp Araştırma Üniversitesi Oftalmoloji Araştırma Merkezi müdürü. N.I. Pirogova Hristo Takhchidi.

Bugün - operasyondan üç hafta sonra, Grigory Alexandrovich nesneleri zaten ayırt edebiliyor, ancak görüşünün geri döndüğü anı unutamadığını itiraf ediyor.

Grigory Aleksandrovich şu ana kadar nesnelerin yalnızca ana hatlarını ayırt edebiliyor. Her şeyi siyah beyaz görüyor ve silüetler, düşük kaliteli bir fotoğraf gibi bulanık. Ama bu artık körlük değil. Zamanla nesnelerin hatları netleşecek ve hasta uzayda kolayca gezinebilecektir.

25 yıl boyunca hastanın beyni görüntüleri nasıl göreceğini unuttu. Ancak sinir bağlantıları yavaş yavaş onarılıyor. Grigory Aleksandroviç hızla ustalaşıyor yeni cihaz ve bir çocuğun henüz küçük olan başarılarına nasıl sevindiğini.

“Bugün insanlığın halihazırda elde ettiği en iyi sonuçlardan bahsediyorduk. Diyelim ki aslen okçuluk sporunda usta olan hastalardan biri, tamamen kör olduktan sonra beş metre mesafeden ilk 10'a giriyor. Bu mükemmel bir sonuç” dedi Rusya Sağlık Bakanı Veronika Skvortsova.

Dünyada böyle bir elektronik retinaya sahip sadece 30 hasta var. Ancak Rus uzmanların deneyimi en başarılı olanlardan biri, restorasyon çok hızlı gerçekleşiyor. Burada hastanın tutumu önemli bir rol oynar. Grigory Alexandrovich çok çabalıyor çünkü kendisi için uzun süre karanlığa gömülmüş olan sevgili şehrinin sokaklarında yeniden yürümek istiyor.

Umut verici sonuçlar, kör hastaların, retinanın altına yerleştirilen bir mikroçip kullanarak görmelerini geri kazanabildiklerini gösteriyor. Bu, cihazın Almanya'da gerçekleştirilen ikinci klinik denemesinin ilk bölümünün tamamlanmasından sonra öğrenildi.

Royal Society's Proceedings'de yayınlanan çalışmaya katılan hastalar, retinitis pigmentoza (RPD) sonucu görmelerini kaybetti. Cihazı hem evde hem de ev dışında kullandılar.

Retina pigmenter distrofisi En sık görülen kalıtsal göz bozukluklarından biridir. Dünya çapında yaklaşık 1,5 milyon insanı etkiliyor. Bu, yaşla birlikte kötüleşen ve daha büyük görme sorunlarına neden olan ilerleyici bir durumdur. Retina (retina) implantı, PDS'den muzdarip kişilerde görüşün yeniden sağlanması için umut sunuyor.

Çalışmaya katılanlar sorunsuz bir şekilde okuyabildiler, farklı girişleri (örneğin telefon numaraları) tanıyabildiler, yüzleri tanıyabildiler ve ayrıca kapılardaki işaretleri anlayabildiler.

Elektronik göz, Retina Implant AG tarafından 3'e 3 milimetrelik mikroçip formunda üretildi. Mikroçip 1500 elektrot içerir. Retinanın altına yerleştirilerek yapay görme sağlanır.

Çipin çalışması için yeniden şarj edilmesi gerekiyor. Enerjiyi derinin altına yerleştirilen bir verici bobinden endüktif olarak alır. Retinal implant, göz yüzeyine çarpan ışığı emer, elektrik enerjisine dönüştürür ve retina içindeki sağlıklı sinir uçlarını uyarır.

Uyarı optik sinir yoluyla beyne iletilir ve böylece görüş alanı iyileştirilir.

İÇİNDE bu çalışma çoğu Dokuz Alman hastadan her biri subretinal implant kullanarak fonksiyonel görüşünü yeniden kazanmayı başardı. Konu Gözlemi bilimsel çalışma başladıktan sonra üç ila dokuz ay boyunca gerçekleştirildi.

Profesör Eberhart Zrenner, MD ve yönetmen klinik denemeler Tübigen Üniversitesi (Almanya) Göz Hastanesi Oftalmolojik Araştırma Enstitüsü'nü temsilen şunları söylüyor:

"İlk klinik denememizin sonuçları beklentileri aştı ve ikincinin sonuçları yalnızca doğru yolda olduğumuza olan güvenimizi güçlendirdi. Hekimler olarak, en çok ihtiyaç duyan hastalar için tedavi koşullarını iyileştirmenin yollarını sürekli arıyoruz. son aşama retina pigment distrofisi.

Bu çalışma, subretinal implant teknolojisinin, bazı hastaların herhangi bir büyük ekipman kullanmadan işlevsel görmeyi yeniden kazanmalarına yardımcı olabileceğine dair yeni kanıtlar sağlıyor."

Geçtiğimiz hafta ABD Gıda ve İlaç İdaresi (FPA), Argus II retina protez sisteminin kullanımını onayladı. Bu cihaz, retinal pigmenter distrofinin son aşamasına sahip hastaların görsel algıyı bir nebze olsun geri kazanmasına yardımcı olur. Cihaz, küçük bir video kamera, video bilgi işlem birimi (VPU), gözlük içine yerleştirilmiş bir verici ve implante edilmiş bir retina protezinden (yapay retina) oluşur.

Bilim insanları halihazırda göz implantları geliştirdi ve geliştirmeye devam ediyor. Biyonik retina, inflamatuar, otoimmün veya travmatik faktörlerin etkisi altında görme yeteneğini kaybeden kişilerin görüşünü yeniden sağlamak için kullanılır. Şu ana kadar göz protezi implantasyonuna yönelik başarılı operasyonların yalnızca izole örnekleri mevcut. Ve yalnızca siyah beyaz bir resmi görmeyi mümkün kıldıkları için kendileri de kusurludur. Ancak doktorlar, bilim insanları ve mühendisler yeni gelişmeler üzerinde çalışıyor.

Bunlar nelerdir ve nasıl çalışırlar?

Dıştan bilim kurgu filmlerindeki benzer yapılara benziyorlar. Biyonik göz, elektrotlardan oluşan optik bir protezdir. Mikrodalgalar onlardan görüntünün sağlandığı özel gözlüklere kadar uzanır. Sinyal dönüştürücüler kablolara bağlanır. Gözlükler bir sabitleme cihazının işlevini yerine getirir. Görüntülerin retinaya yerleştirilen elektrotlara iletildiği kameraları barındırıyorlar. Sinyaller, beynin oksipital bölgelerinin görsel korteksi tarafından bitmiş bir görüntü olarak algılanır. Bu, tahrip olmuş retina nöronlarını (çubuklar ve koniler) atlayarak gerçekleşir.

Gözün retinasına yerleştirilen elektrotlar, sağlıklı bir görme organında ışık ve renk göstergesi olarak görev yapan çubuk ve koni işlevlerini yerine getirir.

Oküler protez implantasyonunun özellikleri

Operasyonun en önemli aşaması biyoniğin retina tabakasına doğru şekilde yerleştirilmesidir.

En büyük zorluk biyonik ultra-ince retina tabakasını implante etmektir. İmplantasyon mikrocerrahi aletlerle donatılmış özel bir ameliyathanede gerçekleştirilir. Hastanın görme fonksiyonlarını yerine getirmeyen doğal gözü hala mevcutsa, çıkarılması endikasyonu olduğunda enükleasyon yapılır. Bu operasyon sırasında, göz küresi Gelecekte yerine protez yerleştirilecek. Böyle bir şeyin olması önemli ameliyat yalnızca doğumdan beri görülen hastalar için önerilir. Konjenital körlük implantasyona kontrendikasyondur yapay göz oluşmadığından görsel korteks sinyallerin tanınması ve yorumlanması için gereklidir.

Argus II göz protezi Avrupa'da ve yakında Amerika'da satışa sunulacak. Bu "biyonik gözün" test edilmesi sırasında, yaşları 28 ile 77 arasında değişen 30 kişinin görme yetisinin kısmen geri kazanılması mümkün oldu.
Sonuçların farklı olduğu ortaya çıktı; bazıları ışığı yalnızca kısmen görebildi, bazıları gazete manşetlerini incelemeye başladı, hatta bazıları geri dönmeyi başardı. renkli görüş.

Argus II protezi, ışığı optik sinirler yoluyla beyne iletilen elektrokimyasal uyarılara dönüştüren, retinadaki ışığa duyarlı duyu nöronları olan fotoreseptörlerin işlevlerini üstleniyor. Retinitis pigmentosa gibi hastalıklarda bu fotoreseptörler dejenere olur ve kişi kör olur.

Argus II, gözün retinasına implante edilen ve web sitesindeki açıklamaya göre göz küresine de bağlanan minyatür bir alıcıya bağlanan 60 elektrottan oluşan bir komplekstir; Kamerayla donatılmış ve giyilebilir bir bilgisayara bağlanan gözlükler. Kamera tarafından alınan sinyal, bu giyilebilir bilgisayar tarafından işleniyor ve ardından alıcıya iletiliyor, bu da implante edilen elektrotların retina ve optik sinirin hayatta kalan hücrelerini uyarmaya başlamasını sağlıyor.

Argus II uygun yerinde.

Sistemin Avrupa Birliği'nde kullanılması onaylandı ve görünüşe göre yakında Amerika Birleşik Devletleri'nde de onaylanacak. Ancak Avrupa'da maliyeti 73 bin avronun üzerinde, ABD'de ise daha da pahalı olacak.

MIT şu anda benzer bir sistem geliştiriyor ancak 60 yerine 400 elektrota sahip olacak. Buna karşılık Stanford, göz küresine yaklaşık beş bin fotovoltaik hücre yerleştirmeyi içeren başka bir yöntem geliştiriyor; bu, teorik olarak Argus II'den çok daha iyi sonuçlar elde edecek.

Erken Argus.

Görsel implant teknolojilerinin, örneğin yüksek çözünürlüklü videonun keyfini sürmeyi yakın zamanda mümkün kılmayacağı gerçeğine rağmen, yüz piksel çözünürlüğe sahip kusurlu sensörler bile, taşıyıcılarına eşsiz bir deneyim sağlama potansiyeline sahiptir. daha yüksek derece altında sahip olacaklarından daha fazla bağımsızlık tam yokluk görüş.

Körlüğün nedeni beynin görme merkezindeki bir sorunsa veya bu tür implantların prensip olarak hiçbir şey yapamayacağı gerçeğini gözden kaçırmamak gerekir. optik sinir retina hasarı veya bozulmasından ziyade. Ancak bu farklı bir teknoloji dalıdır.

Muhtemelen yüksek teknolojide olduğu gibi Argus II de zamanla gelişecek ve ucuzlayacak, ancak şimdilik MIT teknoloji inceleme sitesinde 115.000 dolarlık bir fiyat görüyoruz. Bu, kurulum maliyeti hariç, cihazın fiyatıdır.

Geliştiricinin web sitesinden video.

"Argus" ismi muhtemelen buradan alınmıştır. Yunan mitolojisi, bu adın uyanık dev muhafız tarafından taşındığı yer. İÇİNDE farklı seçenekler Efsanelere göre Argus'un göz sayısı 4'ten 1000'e kadar değişmektedir, ancak hepsi Argus'un hiçbir zaman tüm gözlerini aynı anda kapatmadığı ve dolayısıyla asla uyumadığı konusunda hemfikirdir.
Hera onu, o zamanlar aynı derecede güzel ama yine de inek kılığında olan güzel Io'yu korumakla görevlendirdi. Argus görevi sadakatle yerine getirdi, ancak bir noktada Zeus'un Io'yu alması için gönderdiği ticaret, hırsızlık ve aldatma tanrısı Hermes tarafından öldürüldü.
Argus'un öldüğünü öğrenen Hera, hikaye sona yaklaşırken bir efsanedeki önemli bir karakterin yapması gereken şeyi yaptı: Argus'un gözlerini tavus kuşunun tüylerine yerleştirdi. O zamandan beri, yalnızca sıradan dişi tavus kuşlarımızın değil, aynı zamanda hoş erkek tavus kuşlarımızın da olduğunu anlamalıyız.

Çok sayıda göz, tavus kuşu ve hassasiyet hakkında.
Eğer bir gün bu türün bir temsilcisine rastlarsam, şüpheye yer bırakmayacak tek şey onun adı olacaktır.

Tavus kuşu örümceği seninleydi.
Biraz daha büyük olsaydı ve aniden çok hızlı zıplamaya daha az yatkın olsaydı, insanları araknofobiden kurtarabilecek güzel bir yaratık.

Kaynaklar: