211service.com
Hjerneimplantater for at genoprette synet
En dag kan det være muligt at genoprette synet hos mennesker, der er medfødt blinde, ved at placere et implantat i en del af det hidtil ignorerede synssystem. I modsætning til de fleste synsproteser i avanceret udvikling, kan denne nye tilgang gøre det muligt at behandle blindhed, selv når hele øjet er beskadiget.
Bionisk syn: Forskere ved Harvard Medical School sigter mod at bygge et lille digitalkamera, der vil føre billeder til en ekstern signalprocessor, som patienten bærer. Processoren vil oversætte billedet fra kameraet til neurale impulser og derefter overføre dem trådløst til en implanteret stimulator. Stimulatoren vil drive et sæt elektroder placeret i den laterale genikulære kerne af hjernen for at fremkalde billeder i patientens hjerne.
Mens arbejdet stadig er i de tidlige stadier, forestiller forskere sig i sidste ende en enhed, der oversætter billeder fra et digitalt kamera til neurale impulser og derefter føder denne information ind i det visuelle system, så brugeren kan se.
Tidligere forskning har vist, at visuelle fornemmelser, kendt som percepts, kan fremkaldes hos blinde personer ved elektrisk stimulerende nerveceller i synssystemet. Forskere ved Harvard Medical School i Boston designer en visuel protese, der bygger på denne observation.
Flere typer synsforstærkende proteser er i øjeblikket under udvikling, og nogle er allerede testet på mennesker. Men mens disse i høj grad retter sig mod nethinden, valgte Harvard-forskerne at fokusere på en del af det visuelle system kaldet den laterale geniculate nucleus (LGN), en relæstation langs ruten fra synsnerven til den visuelle cortex, hvor visuel information behandles. Fordi det er opstrøms for øjet, kan dette område være målrettet mod personer med omfattende øjenskader.
Multimedier
Se en animation af dyrets øjenbevægelser.
Og i modsætning til steder i den visuelle cortex, er LGN et af de første stop i det visuelle system, hvilket betyder, at de neurale signaler, der koder for visuel information, endnu ikke er blevet behandlet og spredt i hele hjernen. [I LGN] er der en ligetil kortlægning af den visuelle scene på vævet, siger John Pezaris , en neuralsystemingeniør ved Harvard Medical School, som var medforfatter til forskningen sammen med neuroforsker Clay Reid , også på Harvard Medical School. Det betyder, at specifikke dele af LGN er knyttet til bestemte dele af den visuelle scene. Når et lys blinker ét sted, for eksempel, vil det tilsvarende område i LGN blive aktivt.
For at afgøre, om aktivitet i LGN kan efterligne visuelle stimuli, implanterede forskerne elektroder i LGN'erne på to aber, der var blevet trænet til at bevæge deres øjne hurtigt mod lyspunkter, når de dukkede op på en skærm. Når en del af LGN, der svarer til en bestemt del af synsfeltet, blev elektrisk stimuleret, flyttede aberne blikket til det punkt på skærmen. Resultaterne, offentliggjort i dag i Proceedings of the National Academy of Sciences , tyder på, at aberne så pulserne i deres synsfelt, selvom der ikke kom noget frem på skærmen.
Det er et helt fantastisk stykke arbejde, siger James Morrison , en fysiolog og hovedforsker for Nethindeprotesegruppe ved University of Glasgows Institute of Biomedical and Life Sciences, i Skotland. Morrison siger imidlertid, at LGN's position er en stor ulempe ved tilgangen. Den er placeret i midten af hovedet, hvilket gør den svær at få adgang til.
Nylige fremskridt inden for neurokirurgiske teknikker, såsom dybe hjernestimulatorer til behandling af Parkinsons sygdom, kan hjælpe med at løse dette problem: LGN er kun et par centimeter væk fra, hvor disse stimulatorer er placeret, siger Pezaris.
Alligevel er det for tidligt at sige, om resultaterne vil føre til bedre hjerneimplantater. Selvom jeg mener, at papiret har videnskabelig værdi, tror jeg, det vil være ekstremt svært at genoprette blindhed derfra, siger Thomas Serre , en neuroforsker ved Center for biologisk og beregningsmæssig læring ved MITs McGovern Institute for Brain Research. Han mener, at neuroner i LGN kan være placeret for tæt sammen til at blive stimuleret individuelt, hvilket ville være vigtigt i forsøget på at reproducere naturligt syn. Jeg tror ikke, vi nogensinde vil være i stand til at gå ud over at generere meget simple percepter som lyspunkter, siger han.
Pezaris accepterer, at der skal en enorm mængde arbejde til, før LGN kan bruges til at behandle blindhed, men han siger, at dette arbejde i det mindste åbner døren til den mulighed. Det her var bare det første meget lille skridt, siger han.