ГЛАВНАЯ » 2012 » Май » 25 » Создан протез сетчатки глаза, не требующий источника питания
16:17
Создан протез сетчатки глаза, не требующий источника питания
Американские
биотехнологи создали прототип искусственной сетчатки глаза, который не
требует системы питания, и работает на энергии инфракрасного излучения,
говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.
На сегодняшний
день ученые во всем мире разрабатывают несколько видов имплантатов, в
теории способных вернуть зрение, утерянное в результате дегенеративных
болезней или происшествий. В одних случаях биологи экспериментируют со
стволовыми клетками или отдельными клетками сетчатки, в других – физики и
биотехнологи пытаются приспособить различные электронные приборы к
работе с мозгом человека и животных. Но до сих пор ни в одном
исследовании не было достигнуто существенных успехов.
Кибер-глазГруппа ученых
под руководством Джеймса Лаудина (James Loudin) из Стэнфордского
университета (США) разработала новый тип электронной сетчатки глаза,
пригодной для получения изображения высокой четкости и не требующей
внешнего источника питания – основного препятствия на пути развития
подобных технологий.
«Наше
изобретение работает примерно так же, как солнечные батареи на крыше
дома, преобразуя свет в электрические импульсы. Однако в нашем случае
электричество питает не "холодильник», а направляется в сетчатку в
качестве сигнала", – пояснил один из участников группы Дэниел Паланкер
(Daniel Palanker).
Искусственная
сетчатка глаза Лаудина и его коллег представляет собой набор из
множества микроскопических единичных кремниевых пластинок, объединяющих в
себе светочувствительный элемент, генератор электричества, а также
некоторые другие элементы. Для работы этой сетчатки необходимы
специальные очки со встроенной видеокамерой и карманный компьютер,
обрабатывающий изображение.
Данное устройство работает следующим образом: камера в очках непрерывно преобразует свет в порции электронных импульсов.Каждый «кадр»
обрабатывается на компьютере, делится на две половинки – для правого и
левого глаза и передается в инфракрасные излучатели на обратной стороне
линз очков. Очки испускают короткие импульсы инфракрасного излучения,
которое активирует фотодатчики на сетчатке глаза и заставляет их
передавать электрические импульсы, кодирующие картинку, в оптические
нейроны.
«Современные
имплантаты очень громоздкие, и операции по вставке всех необходимых
компонентов в глаз невероятно сложны. В нашем случае хирург должен
сделать лишь один небольшой надрез на сетчатке и погрузить под нее
фоточувствительный компонент устройства», – продолжил Паланкер.
Инфракрасное прозрение
По словам ученых, использование инфракрасного света для передачи информации обладает двумя ключевыми преимуществами.Во-первых, он
позволяет наращивать мощность импульса до очень высоких значений, не
вызывая боль в живых клетках сетчатки, так как светочувствительные
клетки не реагируют на инфракрасное излучение.
Во-вторых, высокая мощность излучения улучшает четкость изображения в
тех случаях, когда нейроны под сетчаткой сильно повреждены или слабо
реагируют на электрические импульсы.
Ученые
проверили работу своего изобретения на сетчатках глаза и нервной ткани,
взятых у зрячих и у слепых крыс. В этом эксперименте они прикрепляли
фотоэлементы к небольшим кусочкам сетчатки, подключали электроды к
прилегающим к ней нейронам и следили, начинают ли они испускать импульсы
при облучении видимым и инфракрасным светом.Как утверждают
Лаудин и его коллеги,проверка электронной сетчатки завершилась удачно –
нейроны, подключенные к кусочкам сетчатки и зрячих, и слепых крыс,
реагировали на облучение фотоэлементов инфракрасным излучением.В дальнейшем,
исследователи планируют продолжить опыты на живых грызунах, а в
перспективе они попытаются вернуть зрение нескольким добровольцам после
получения соответствующих разрешений и увеличения финансирования.