Кирилл Стасевич, Москва
18.11.13 20:51
0
1237
Протезам сетчатки увеличивают разрешение
Протезам сетчатки увеличивают разрешение Глаза — один из самых сложных органов, и нейробиологи до сих пор выясняют, как визуальные стимулы превращаются в нём в подробные информационные сообщения, доступные для понимания мозга. При этом трудно найти орган, который был бы столь же хрупким, как глаз. Расстройства зрения — одни из самых распространённых болезней, и чтобы убедиться в этом, достаточно посчитать, скольких людей в очках вы можете встретить за день. 

Однако самые серьёзные неприятности со зрением — это не проблемы, скажем, с хрусталиком (та же близорукость), а заболевания сетчатки. Это и макулодистрофия, и пигментный ретинит, и многое другое. Появление этих недугов зависит от разных причин, от возрастных до генетических, но в одном они похожи: каждая такая болезнь сопровождается гибелью фоточувствительных и проводящих клеток сетчатки. В случае, например, с пигментным ретинитом (наследственным заболеванием, поражающим одного из 4 тыс. человек в США) у больного ухудшается острота зрения, он начинает всё хуже видеть в темноте, пропадает боковое зрение — и около четверти больных заканчивают слепотой. 

Схема работы устройства, имитирующего сетчатку и состоящего из внешней камеры и посаженного на глаз микрочипа, который стимулирует клетки глазного нерва (рисунок Florida International University).

Заболевания сетчатки не были бы столь неприятны, если бы мы могли их лечить, однако до сих пор в таких случаях всё ограничивается поддерживающей терапией и попытками по возможности замедлить болезнь. С потерей же фоторецепторов приходится мириться: что пропало, то пропало. 

Однако в последнее время в связи с успехами в клеточных нейробиологических технологиях учёные всё чаще задумываются о том, как восстановить утраченные фоторецепторы. Самый очевидный выход — использовать стволовые клетки, которые могут превратиться в нужные клетки сетчатки. И здесь, надо сказать, есть впечатляющие успехи: во-первых, таким образом удалось вернуть хоть какое-то зрение полностью слепым мышам; во-вторых, получилось доказать безопасность применения стволовых клеток в сетчатке человека — у больных не развивалось ни опухолей, ни ненужных иммунных реакций. Ну и, конечно, нельзя не упомянуть амбициозную попытку японских учёных вырастить в пробиркеготовый глаз, хотя эта работа важна скорее в фундаментальном, нежели практическом, клинико-медицинском смысле. 

С другой стороны, есть нейрокомпьютерные решения этой проблемы, основывающиеся на простом соображении: раз у нас, считай, нет сетчатки, то нельзя ли просто заменить её электронным протезом? Одно из таких приспособлений было создано компанией Second Sight: её Argus II стал первым «заменителем сетчатки», рекомендованным к широкому использованию Министерством здравоохранения США. Хотя клинические испытания Argus IIпрошли успешно, возможности этого аппарата всё ещё изучаются. И одно из таких исследований было представлено на ежегодном съезде Американской офтальмологической академии исследователями, возглавляемыми Ивонной Ло изГлазной больницы Мурфилдс (Великобритания). 

Argus II состоит из миниатюрной видеокамеры на очках и устройства, которое беспроводным образом передаёт визуальную информацию на электронный имплантат. Задача имплантата, вживлённого в глаз, — стимулировать клетки, собирающие информацию в зрительный нерв, в соответствии с инструкциями, полученными от «внешнего устройства». Электродов, которые стимулируют клетки сетчатки, у Argus II целых 60. 

В эксперименте участвовали восемь пациентов, почти лишённых зрения из-за дегенерации сетчатки. Им нужно было отличить друг от друга два предмета (белый и металлический), расположенные на тёмном фоне; в другом варианте опыта следовало различить два предмета, контуры которых были дополнительно выделены. Сначала человек пытался проделать это с выключенным нейрооптическим устройством, потом — с включённым, но работающим с помехами и, наконец, с нормально работающим устройством. 

Без камеры и имплантата различить два предмета удавалось в 12,5% случаев в первом опыте и в 9,4% — во втором. С плохо работающим устройством процент успеха поднимался до 26,2% и 20,7% соответственно. Наконец, с нормально функционирующим устройством точность различения достигала 32,8% в первом случае и 41,4% — во втором. В исследовании участвовали люди с самой тяжёлой формой пигментного ретинита, и то, что они смогли различить весьма похожие объекты, которые к тому же были неподвижны, не может не впечатлять.

Сетчатка-микрочип, разработанная профессором Кинзи Джонсом и его сотрудниками из Флоридского международного университета (фото fiu).

Возможности Argus II, как уже сказано, продолжают исследоваться, и учёным только предстоит убедиться, что у пациентов не возникает никаких побочных эффектов после вживления имплантата, а само устройство вполне надёжно и не требует переустановки. Однако Second Sight не единственная компания, занимающаяся разработками в этой области; вполне успешную конкуренцию ей составляет Boston Retinal Implant Project (США) с участием исследователей из Гарварда, Массачусетского технологического института, Флоридского международного университета и др. 

Во всех устройствах такого рода должен быть микрочип, который будет передавать внешние сигналы на клетки, образующие глазной нерв. Это происходит с помощью электродов, ведущих от микрочипа к клеткам, и у Argus II таких электродов, напомним, шесть десятков. Однако понятно, что чем больше электродов, тем более детальным будет изображение: микрочип сможет стимулировать больше клеток и тем самым сообщать в мозг больше информации.

То есть тут с уверенностью можно предсказать борьбу за повышение числа электродов — примерно как в процессорных технологиях шла война за то, чтобы уместить как можно больше транзисторов на единице площади. И вот профессору Кинзи Джонсу (Kinzy Jones) из Флоридского международного университета вместе со своими сотрудниками удалось сделать впечатляющий шаг вперёд: их технология позволяет производить чипы уже не с 60, а с 256 электродами. Правда, пока что эта технология ждёт клинических испытаний, но, надо думать, увеличение числа «пикселов» непременно скажется на качестве «картинки», которую будет видеть человек с дефектом зрения. 

Вместе с тем не стоит думать, что такие устройства — это панацея от проблем, связанных с нарушениями работы сетчатки. Какими бы серьёзными ни были успехи в создании протезов сетчатки, вряд ли такие имплантаты в обозримом будущем полностью заменят её в человеческом глазу. Поэтому одновременно проходят испытания всевозможных средств и способов, от электростимуляции до генетических лекарств, которые могли бы замедлить повреждения сетчатки и спасти как можно больше её фоточувствительных клеток. 

Подготовлено по материалам Флоридского международного университета иMedical Xpress. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Источник: http://compulenta.computerra.ru/chelovek/meditsina/10010125/
теги: технологии, сетчатка
Твитнуть

        
Защита от автоматических сообщений
Здоровое
родителям
Здоровье будущего малыша. Легкое волнение по этому поводу знакомо, пожалуй, каждой женщине, которая ...
Лучшие
интересные факты
Офтальмологическая клиника «Герцог Карл Теодор»
Необычна история, как самой клиники, так и ее основателя,...
Вирусный
глазные болезни
Вирусный кератит – воспалительное поражение роговицы глаза, вызванное вирусной инфекцией. Вирусный к...
Защита
советы
Офтальмологи предупреждают: летняя пора – опасный сезон для здоровья Ваших глаз. Ультрафиолетовое излучение...
Измерение
методы диагностики
Внутриглазное давление обеспечивается разницей в скорости прибавления и убавления влаги в камерах гл...
Прогнозирование
коррекция зрения
Выявление пациентов, которые подвержены риску развития эктазии после применения коррекции зрения при...
Косоглазие"
глазные болезни
Косоглазие – постоянное или периодическое отклонение зрительной оси глаза от точки фиксации, что при...
Лучшие
интересные факты
Moorfields Eye Hospital – глазная клиника, входящая в Национальную службу здравоохранения Великобрит...
Правила
советы
Достаточно часто на отдыхе возникают ситуации, когда в глаз попадает инородное тело. В нашей статье ...
Яндекс.Метрика