Оптогенетическая система позволит незрячим людям опять видеть
Несмотря на значительный прогресс в разработке все более совершенных зрительных протезов, некоторые из наиболее впечатляющих существующих устройств пытаются взять на себя функции глаза, стимулируя непосредственно зрительный нерв или даже зрительную кору головного мозга.
Есть и еще более впечатляющие проекты. Например, исследователи из Научного медицинского центра при государственном университете Нью-Йорка (SUNY Downstate Health Sciences University) в Бруклине сейчас приступают к разработке новой зрительной протезной системы, включающей в себя генетически модифицированные нейронные клетки, имплантат в мозг с камерой и видеотрансятором и множество других передовых технологий, которые должны обеспечить возможность видеть для незрячих людей.
Эту систему предполагается использовать для лечения людей с возрастной макулярной дегенерацией (ВМД) -, основной причиной потери зрения среди людей в возрасте 50 лет и старше. В этой разработке неврологи даже не пытаются восстановить ту часть глаза, которая была разрушена ВМД - сетчатку глаза. Вместо этого они пытаются воссоздать светозаписывающую функцию сетчатки в самом мозгу.
Эта технология предполагает преобразование нейронов, находящихся в сетчатке в фоторецепторы, которые затем могут быть активированы и постоянно контролироваться для калибровки производительности системы. Поскольку эти фоторецепторы будут предназначены для биолюминесценции при попадании на них света, обратная связь позволит системе убедиться, что нейроны правильным образом передают и принимают сигналы.
Важнейшими компонентами этой экспериментальной системы являются крошечные имплантируемые нейропротезные записывающие устройства. Эти 1-сантиметровые приборы оснащены индукционными катушками, похожие на используемые в кохлеарных имплантах, предназначенных для помощи людям с глубокой потерей слуха. Исследователи предлагают хирургически имплантировать два таких устройства в заднюю часть мозга, где они будут организовывать зрительный процесс.
По техническим причинам восстановление центрального зрения, скорее всего, будет частичным, когда поле зрения будет очень маленьким, если сравнивать его со зрением здорового человека. Но исследователи считают, что этого было бы достаточно для людей с диагнозом ВМД, чтобы восстановить некоторую часть утраченной независимости. Чтобы гарантировать, что пользователь увидит то, что находится в центре его поля зрения, для выбора изображения, которое будет передаваться в мозг, будут использованы трекеры глаз.
Система работает следующим образом. Человек надевает специально разработанные очки. В каждую линзу очков встроены две камеры: одна для записи визуальной информации в поле зрения человека, другая для отслеживания движений глаз, вызванных остаточным периферийным зрением. Затем эти камеры передают визуальную информацию по беспроводной сети на два имплантата в задней части головного мозга. Эти устройства обрабатывают и транслируют эту информацию на определенный набор фоточувствительных нейронов в зрительном тракте мозга. Эти нейроны были геномодифицированы для превращения в суррогатные фоторецепторные клетки, которые функционируют почти так же, как и сетчатка глаза.
Псевдо-фоторецепторные клетки затем передают визуальную информацию в первичную зрительную кору для обработки. При этом все это время нейропротезные устройства осуществляют контроль качества визуальных сигналов, калибруя их для оптимизации контрастности и четкости.
Оптогенетическая система мозга, как ее сейчас называют, создается в рамках инициативы "Исследование мозга через развитие инновационных нейротехнологий" (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, BRAIN), организованной американскими Национальными институтами здравоохранения.
Хотите больше новостей? Подпишитесь на наши новости на Facebook и Вконтакте.
Источник: Medgadget.com