Blinde patienter til at teste bioniske øjenhjerneimplantater

Andet syn

Producenten af ​​verdens første kommercielle kunstige nethinde, som giver delvist syn til mennesker med en vis form for blindhed, lancerer et klinisk forsøg med et hjerneimplantat designet til at genoprette synet til flere patienter.

Virksomheden, Second Sight, tester, om en række elektroder placeret på overfladen af ​​hjernen kan returnere begrænset syn til mennesker, der er blevet delvist eller helt blinde. I årtier har forskere forsøgt at udvikle hjerneimplantater for at give blinde synet tilbage, men har haft begrænset succes. Hvis Second Sight-enheden virker, kan den hjælpe millioner af blinde patienter verden over, inklusive dem, der har mistet det ene eller begge øjne.

Enheden, kaldet Orion, er en modificeret version af virksomhedens nuværende Argus II bioniske øje, som involverer et par briller udstyret med et kamera og en ekstern processor. U.S. Food and Drug Administration har givet virksomheden en betinget godkendelse til en lille undersøgelse, der involverer fem patienter på to steder, Baylor College of Medicine og University of California, Los Angeles. Second Sight mangler stadig at udføre yderligere test af enheden og besvare visse spørgsmål, før forsøget påbegyndes, men håber at begynde at indskrive patienter i oktober og foretage dets første implantation inden udgangen af ​​året.

Second Sight vandt første gang godkendelse i Europa i 2011 for Argus II, efterfulgt af en FDA-godkendelse i 2013 (se Bionic Eye Implant Approved for U.S. Patients). I Europa er yderligere to nethindeproteser siden blevet godkendt - en markedsføres af det franske firma Pixium Vision og en anden af ​​det tyske firma Retina Implant.

Også kendt som et bionisk øje, er alle tre enheder beregnet til at bringe noget syn tilbage hos patienter med en genetisk øjensygdom kaldet retinitis pigmentosa. Sygdommen forårsager gradvist synstab, når lysfølende celler kaldet fotoreceptorer nedbrydes i nethinden - vævsmembranen, der dækker bagsiden af ​​øjet. Det anslås, at 1,5 millioner mennesker verden over, inklusive omkring 100.000 mennesker i USA, har retinitis pigmentosa. Det er en lille procentdel af de 39 millioner mennesker verden over, der er blinde, ifølge Verdenssundhedsorganisationen.

En gengivelse af Second Sights Orion-enhed, et hjerneimplantat, der bruger det meste af teknologien fra virksomhedens eksisterende enhed, Argus II.

Men Robert Greenberg, Second Sights bestyrelsesformand, siger, at virksomheden kun har solgt omkring 250 af Argus II-enhederne, et antal lavere end han forventede. Enheden koster omkring $150.000 og genopretter minimalt syn. Kun 15 centre i USA tilbyder teknologien, og med konkurrence i udlandet håber Second Sight, at dets nye hjerneimplantat kan bruges af langt flere mennesker.

Second Sights Argus II bruger et kamera monteret på et par briller til at tage billeder. Billederne sendes til en lille patientbåret processor, som bruger speciel software til at konvertere billederne til et sæt instruktioner, der sendes til den implanterede chip nær nethinden. Disse instruktioner overføres derefter som en serie af elektriske impulser til en række elektroder, også implanteret omkring øjet.

Mennesker med retinitis pigmentosa kan drage fordel af enheden, fordi sygdommen kun ødelægger specialiserede fotoreceptorer, mens den efterlader nethindens resterende celler intakte. Disse retinale celler er i stand til at transmittere den visuelle information langs synsnerven til hjernen, hvilket producerer lysmønstre i en patients synsfelt.

Den nye enhed, Orion, låner omkring 90 procent af sin teknologi fra Argus II, men går uden om øjet. I stedet placeres en række elektroder på overfladen af ​​den visuelle cortex, den del af hjernen, der behandler visuel information. At levere elektriske impulser her skulle fortælle hjernen at opfatte lysmønstre.

Ved nogle typer af blindhed er synsnerven beskadiget, så du skal nedstrøms. Med Orion erstatter vi i det væsentlige øjet og synsnerven fuldstændigt, siger Greenberg. Med denne tilgang kunne enhver, der havde syn, men har mistet det af næsten enhver årsag, potentielt blive hjulpet af Orion-teknologien.

Second Sight anslår, at omkring 400.000 retinitis pigmentosa-patienter globalt er berettiget til dens nuværende enhed, men omkring 6 millioner mennesker, der er blinde på grund af andre årsager, såsom kræft, diabetisk retinopati, glaukom eller traumer, kunne hypotetisk bruge Orion.

Greenberg håber, at tilgangen vil genoprette samme grad af syn som Argus II, muligvis lidt mere. Alligevel har mennesker med bioniske øjne begrænset syn. De kan skelne lys fra mørke og genkende omridset af objekter i deres visning, men de kan ikke se farve. Patientoplevelser varierer også. Nogle kan læse små bogstaver, men andre kan ikke.

En stor ulempe er, at enheden kræver en mere invasiv operation end Argus II. En lille del af kraniet skal fjernes for at blotlægge det område af hjernen, hvor rækken af ​​elektroder er placeret. Fordi elektriske hjerneimplantater medfører risici som infektion eller anfald, vil det første kliniske forsøg være lille, og virksomheden vil starte med at teste implantatet på patienter, der er fuldstændig blinde.

Sidste år afprøvede Second Sight denne fremgangsmåde, idet han implanterede en standard neurostimulator til epilepsi i hjernen på en 30-årig patient, som havde været næsten blind i otte år. Patienten var i stand til at se lyspletter uden signifikante negative bivirkninger.

Forskere ved Illinois Institute of Technology i Chicago og Monash University i Australien arbejder på lignende kunstige nethinder, der kan forbindes direkte til hjernen.

Martha Flanders, direktør for Central Visual Processing Program ved National Eye Institute, siger, at et hjerneimplantat vil være sværere at få rigtigt end et nethindeimplantat, fordi hjernens visuelle cortex er så meget mere kompliceret end øjet. Flandern siger, at videnskabsmænd stadig er i de tidlige dage med at forstå, hvordan hjernen behandler billeder for at producere syn, og hvordan neuroner udvinder information fra den visuelle cortex.

Hvis vi kunne finde ud af, hvordan vi behandler og filtrerer visuel information for at stimulere elektroderne korrekt, kunne vi i sidste ende forbedre den type billede, som personen vil være i stand til at opfatte, siger hun.

Flandern siger, at Second Sight-testen er et godt første skridt, men det bliver ikke som at se din bedstemor.

På grund af hvor kompleks hjernen er, siger Mark Humayun, en professor i oftalmologi og biomedicinsk ingeniørvidenskab ved University of Southern California, som brugte 25 år på at udvikle Argus II, at Second Sight bliver nødt til at udvikle ny software og algoritmer for at konvertere den visuelle information. kameraet opfanger og bliver til elektriske impulser.

For at få sin nye enhed godkendt af regulatorer, siger Humayun, at Second Sight bliver nødt til at vise, at de ændringer, den har foretaget, er de ekstra sikkerhedsrisici værd, der følger med en mere invasiv enhed.

skjule