Demo: Kunstig nethinde

I midten af ​​1980'erne forskede neurooftalmolog Joseph Rizzo III i nethindetransplantationer for at genoprette blindes syn. En dag, da han fjernede et forsøgsdyrs nethinde, en vævs-tynd membran, der forer bagsiden af ​​øjeæblets indre, fik han en åbenbaring. I det øjeblik, jeg lavede cuttet, sagde jeg til mig selv: ’Hvad fanden laver du?’ fortæller Rizzo. Han indså, at han var ved at afskære nerveforbindelser, der faktisk er skånet i mange former for blindhed. Nethindens lysfølende celler dør i retinitis pigmentosa og aldersrelateret makuladegeneration, som påvirker millioner verden over; men de nærliggende neuroner, der overfører signalerne fra disse celler til hjernen, forbliver intakte. Så Rizzo udtænkte en nethindeprotese - et implantat, der ville tage et trådløst signal fra et videokamera, omgå lysreceptorerne og stimulere de sunde nerveceller direkte til at føre billedet til hjernen. Rizzo, der arbejder på Massachusetts Eye and Ear Infirmary og Boston VA Medical Center, gik sammen med MITs elektriske ingeniør John Wyatt Jr. for at forfølge ordningen. I 1988 lancerede de Boston Retinal Implant Project, som i dag omfatter 27 forskere på otte institutioner. Holdet har allerede lavet kortsigtede menneskelige tests og håber at teste en permanent protese inden 2006. Wyatt og Rizzo gav for nylig TR bidragende redaktør Erika Jonietz et kig på deres fremskridt.

en. Billedrelæ. I et lille, vinduesløst arbejdsrum fyldt med borde og udstyr i hans MIT-laboratorium forklarer Wyatt, hvordan et realtidsbillede optages og videresendes til nethindeprotesen. Mens han taler, modellerer en besøgende videnskabsmand ved navn Shawn Kelly systemets eksterne dele. Ideen: et lille, kommercielt digitalt videokamera (forskerne har ikke valgt et endnu) ville blive monteret på et par briller. Mens brugeren så sig omkring, ville en sender – nu kun en spole af ledninger, knyttet til et printkort, som skal pakkes og bæres på et bælte – sende billeder trådløst fra kameraet til implantatet i hans eller hendes øje. Her er senderspolen, siger Wyatt og peger på to koncentriske kobberringe, der er tapet til ørestykket af brillerne. Ved hjælp af radiobølger, siger han, sender den indre ring dataene til protesen, mens den ydre spole sender den strøm.

Denne historie var en del af vores september-udgave fra 2004

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

to. Besked modtaget. Ved at placere brillerne ved siden af ​​en model af et øjeæble viser Wyatt, hvordan senderspolen er på linje med en lignende modtagerspole på implantatet, som sidder på øjets overflade. I vores design lægger vi næsten al massen af ​​implantatet uden for øjeæblet, siger Wyatt. I årevis ønskede vi at sætte alt indeni. Men øjet kan ikke lide ting indeni; derfor har den ikke lynlås. Mellem 1998 og 2000 lavede holdet en række eksperimenter med et internt implantat, hvor de placerede elektroder i øjnene på blinde frivillige i nogle timer og affyrede elektroderne i forskellige testmønstre. Folk så pletter og indimellem linjer, men de så ikke helt så meget, som vi havde håbet, siger Wyatt. Vi tror, ​​at folk måske ser bedre, hvis de har mere tid til at bruge implantatet og virkelig lærer at bruge det. Så teamet arbejdede på at udvikle en protese, der var bedre egnet til permanent brug. Det nuværende design uden for øjeæblet er resultatet. Implantatet er fastgjort til øjets overflade med små suturer for at forhindre det i at flytte sig, når øjet bevæger sig normalt i dets hulle. Det eneste, der trænger ind i øjet, er et lille elektrodesystem på 10 mikrometer tykt, to millimeter bredt og tre millimeter langt. Arrayet glider ind under nethinden, hvor elektroderne stimulerer overlevende nerveceller som reaktion på billeder fra kameraet, hvilket giver et lille synsfelt.

3. Syntetisk syn. Wyatt trækker implantatet af modellen og sætter det ned oven på et nærliggende printkort for at få et bedre udseende. En fleksibel, hvidlig polymer, der former sig efter øjet, danner dens base. Elektronikken sidder på femkanten øverst. Wyatt peger på en lille sort firkant i det område, der fungerer som implantatets hjerne. Denne chip, designet i hans laboratorium, modtager billeddata og strøm fra senderen og finder ud af det mønster af elektrodeaffyringer, der bedst genskaber billedet fra kameraet. I bunden af ​​et tyndt forbindelsesstykke polymer er modtagerspolen og til venstre på en klar, fleksibel strimmel selve elektrodearrayet.

Fire. Nærmer sig . Rizzo flytter implantatet under en lup for at undersøge arrayet. Den består i øjeblikket af kun 15 elektroder, hver 400 mikrometer på tværs. En elektrode vil drive en klynge af nerveceller i nærheden, siger Rizzo. Selvom dette kun vil give et lille område med lavopløsningssyn, mener Rizzo, at det vil hjælpe med hans første mål: at forbedre blinde menneskers livskvalitet ved at give dem mulighed for at gå rundt i ukendte områder lettere, end de kan med stokke – og en stok er smuk godt, siger han. Efter 16 års forskning ved Rizzo og Wyatt at opnå selv det begrænsede mål vil være et kæmpe skridt fremad inden for kunstigt syn.

skjule