Кирилл В (vakhnenko) wrote,
Кирилл В
vakhnenko

Categories:

Нейроимплантаты для лечения слепоты

Имплантаты которые в перспективе позволять ослепшему человеку снова видеть мир при помощи искусственных устройств. Первые эксперименты кстати проводились в далеком 1968 году.

Делятся визуальные протезы на три класса: стимулирующие сетчатку, стимулирующие зрительный нерв и стимулирующие непосредственно зрительную кору мозга. Последний метод все еще в стадии разработки, но и наиболее перспективен в плане полноты возраста зрения. Стимуляция зрительного нерва тоже пока недалеко продвинулась (и имхо не продвинется, наименее перспективное направление из трех). Так что я напишу только про первый тип имплантатов, стимулирующих сетчатку.




Итак, стимуляция сетчатки. Чтобы этот метод работал нужно чтобы средний слой клеток в сетчатке был целым. Насколько я знаю так чаще всего и случается: наибольший процент слепых страдает разрушением или дегенерацией слоя сетчатки в котором находятся фоторецепторы. Суть работы такова: электродная решетка стимулирует сетчатку электрическим током. Та фильтрует и обрабатывает поступающий сигнал и посылает информацию в мозг через зрительный нерв.

Иимеется два метода стимуляции: эписетчаточное и субсетчаточное (epiretinal and subretinal соответсвенно).

Эписетчаточная стимуляция вкратце такова. Наружный детектор (напр. камера в оправе очков) принимает изображение. Потом информация анализируется и результаты либо с помощью радиоволн либо лазером отправляются к электродной решетке, имплантированной поверх сетчатки на внутренней стороне глаза. Электродная решетка своего источника энергии не имеет, и работает либо на энергии лазера либо радиоволн от внешнего модуля. На основе анализа "наружного" изображения решетка стимулирует определенные части сетчатки, что человеческим мозгом воспринимается как изображение. Недостатки очевидны: для малейшего изменения поля зрения пациенту нужно поворачивать всю голову, для имплантации нужно разрезать глаз, ну и очки с батарейкой и камерой придется все время таскать.

Второй метод -- субсетчаточный -- мне более симпатичен. Работает он так: под сетчатку (а точнее под под глаз) вставляется решетка электродов которая работает за счет поступающего через зрачок света. На схеме сверху изображена подобная система от немецкой Retinal Implants. Разрешение их конкретного аппарата -- 1,500 пикселей, визуальное поле -- 8-12 градусов, работает при 10-100000 Lux. Операция по установке гораздо менее трудоемка чем у эписетчаточной, пациент может менять направление взора без поворота головы. Источник энергии вшивается под кожу возле глаза. Зрение черно-белое.

Фотодиод на фоне монеты в один цент. Площадь -- 2.2 квадратных миллиметра, толщина несколько микрон.


Что интересно, с подобными имплантатами появляется возможность использовать длины волн отличные от 400-700 нм -- т.е. инфракрасное/ультрафиолетовое. Смотря как приемник настроить

Кстати еще обязательно надо затронуть весьма любопытный вопрос, а именно вживление искусственных глаз слепым с рождения людям. Какое-то время назад я читал книгу Anthropologist on Mars ("Антрополог на Марсе" -- люто, бешено рекомендую). В числе прочих любопытных случаев там был описан человек слепой с пяти лет, которому к шестидесяти годам вернули зрение удалив его катаракту. Первые пару недель он вообще ничего не видел, потом начал смутно видеть очертания предметов но не знал что они из себя представляют. В своем доме он первые пару месяцев ходил только по приклеенной к полу изоленте -- стоило ему сойти с накатанного пути, как очертания комнаты и предметов настолько сильно искажались что он натурально терялся. Зрением он в конце концов разочаровался, подсознательно начал "намеренно" слепнуть и в конце концов умер.

И оно понятно -- мы воспринимаем как должное что у любого обьекта есть трехмерная форма, и что он выглядит по-разному с разных углов обозрения. Но по сути учиться видеть у нас занимает весьма значительную часть младенчества/детства, и эти процессы в дальнейшем используют весьма нехилую часть мозга. У слепых с рождения людей такие процессы попросту не развиты, и пытаться их развить с нуля в возрасте архитрудно. В конце главы вышеупомянутой книги приводится небольшая статистика -- более половины слепых с рождения людей которым возвращают зрение так и не развивают навыки необходимые для его использования, и в конце концов деградируют обратно чуть ли не до полной слепоты. Так что имплантаты такие лучше всего вживлять только людям когда-то имевшим зрение, или делать это как можно раньше (где-то с года имхо), как и имплантаты для лечения глухоты.
 
Tags: нейробионика
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 13 comments