Bioniczne oko widzi jak żywe

Dla osób cierpiących na poważne choroby narządu wzroku to przełom. Połączenie kamery i implantu sprawia, że mogą łatwiej się poruszać, zobaczyć niektóre przedmioty, ruch innych ludzi. Na razie rozdzielczość systemu nie jest wysoka, jednak u części pacjentów to wystarczy, żeby mogli nawet odczytywać litery – wielkości zbliżonej do tytułu tego tekstu.

Opracowany przez kalifornijską firmę Second Sight system Argus II jest już dostępny w niektórych krajach w Europie. Kosztuje równowartość 115 tys. dolarów. Teraz pozwolenie na jego stosowanie wydała również amerykańska FDA, która policzyła, że może z niego skorzystać aż 100 tys. pacjentów.

Produkcja takich urządzeń na większą skalę może spowodować, że ceny implantów i kamer spadną. Nadal jednak niewidzący ludzie będą musieli przejść kilkugodzinną operację wszczepienia elementów systemu do oka.

Na przygotowanie zestawu Argus II Second Sight pozyskała 100 mln dolarów od amerykańskiej Narodowej Fundacji Nauki, Instytutu Chorób Oczu i Departamentu Energii. Drugie tyle wyłożyli prywatni inwestorzy.

Elektryczny cud

– Pacjenci w czasie badań klinicznych używali bionicznego oka przez sześć lat – zapewnia Brian Mech z Second Sight. – Wszyscy pacjenci biorący udział w tych testach byli całkowicie niewidomi. I wszyscy teraz coś widzą.

Jak działa Argus II? Składa się z dwóch części. Pierwsza to kamera zamocowana do okularów. Filmuje ona świat z perspektywy użytkownika i zamienia na bardzo prosty obraz. Jedna klatka ma zaledwie 60 pikseli, czyli indywidualnych punktów obrazu.

Te informacje są przesyłane bezprzewodowo do implantu umieszczonego w siatkówce oka (to właśnie wszczepienie tego elementu sprawia, że operacja trwa tak długo). Matryca 60 elektrod stymuluje komórki, a te z kolei wysyłają impulsy dalej, nerwem wzrokowym, do mózgu. Tu następuje interpretacja tych sygnałów.

Po krótkim treningu pacjenci są w stanie np. zlokalizować okna i drzwi w pomieszczeniu, widzą większe przedmioty. Jedna czwarta osób uczestniczących w testach mogła – wprawdzie powoli – odczytywać duże litery.

– Dziesięć czy dwadzieścia lat temu ludzie nawet nie pomyśleliby o czymś takim jak bioniczne oko, a teraz jest to rzeczywistość – mówi Grace Shen z Narodowego Instytutu Chorób Oczu.

Lepsze niż własne

Obecnie system bionicznego oka przeznaczony jest dla pacjentów cierpiących na retinopatię barwnikową, postępującą chorobę objawiającą się stopniowym pogarszaniem wzroku aż do całkowitej ślepoty. Co najlepsze, Argus II jest skonstruowany w taki sposób, aby można było poprawiać w przyszłości rozdzielczość widzenia bez narażania pacjentów na kolejne operacje – zapewniają autorzy pomysłu. Poprawianie możliwości urządzenia odbywać się będzie przez wymianę modułów umieszczonych w okularach. Firma już nad nimi pracuje.

Brian Mech przestrzega jednak przed nadmiernym optymizmem – jego zdaniem przywrócenie pełnego widzenia raczej nie będzie możliwe. To wymagałoby wszczepienia matryc z milionami elektrod, a taka stymulacja komórek prądem mogłaby doprowadzić do ich obumierania.

Ale udoskonalone wersje sztucznego oka mogą trafić również do osób cierpiących na zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem (AMD). To obecnie główna przyczyna utraty widzenia u osób starszych w krajach rozwiniętych. Szacuje się, że na świecie cierpi na nią 50 mln ludzi, a ta liczba ze względu na starzenie się społeczeństw będzie tylko rosnąć.

Tym pacjentom ma również pomóc podobny system – Bio-Retina skonstruowany przez firmę Nano Retina. W tym roku mają się rozpocząć testy kliniczne tego urządzenia. Ma być tańsze (ok. 60 tys. dolarów) i lepsze – o wyższej rozdzielczości – niż Argus II.

I na całe życie

Bio-Retina, jak obiecują inżynierowie i lekarze, ma oferować rozdzielczość 576 pikseli. Odpowiednią matrycę z elektrodami lekarz ma wszczepiać podczas zabiegu ze znieczuleniem miejscowym, który potrwa 30 minut.

W niezwykły sposób rozwiązano zasilanie elektrod i procesora sygnałów umieszczonego w oku. W szkłach okularów umieszczono źródło słabego promieniowania w bliskiej podczerwieni. Wiązka jest przesyłana przez źrenicę (Nano Retina zapewnia, że jest to całkowicie nieszkodliwe) do czujnika na siatkówce. Dzięki temu system nigdy nie będzie wymagał wymiany zasilania lub modyfikacji.

O gwarancji na całe życie mówią również inżynierowie pracujący nad Argus II. – Testy laboratoryjne pokazały nam, że urządzenie ma trwałość ok. 40 lat. Naszym celem jest bioniczne oko, które będzie działać do końca życia użytkownika – mówi Brian Mech.

Zdrowie

Pozostało jeszcze 85% artykułu