ปัจจุบัน มีผู้คนประมาณ 285 ล้านคนทั่วโลกที่มีความบกพร่องทางการมองเห็น โดยในจำนวนนี้มีประมาณ 36 ล้านคนที่ตาบอดสนิท เพื่อให้ชีวิตของพวกเขาง่ายขึ้นในหลายประเทศในปัจจุบันที่พวกเขากำลังพัฒนา วิธีการต่างๆการบำบัดและเทคโนโลยีโดยใช้สเต็มเซลล์ ยีนบำบัดและ หลากหลายชนิด ผลทางเภสัชวิทยา. แต่สำหรับคนที่สูญเสียการมองเห็นเป็นผลให้ การเปลี่ยนแปลงความเสื่อมยังมีความหวังอีกประการหนึ่งที่จอประสาทตา - อุปกรณ์ที่กำลังได้รับการพัฒนา เรียกว่าระบบขาเทียมจอประสาทตา หรือพูดง่ายๆ ก็คือ ดวงตาไบโอนิค (ควรสังเกตว่าเซลล์จอประสาทตาบางส่วนควรยังคงอยู่ครบถ้วน)

ในขณะนี้ กว่า 25 ปีของการพัฒนาและการทดสอบระยะยาว ผู้คนมากกว่า 260 คนทั่วโลกมี "ขาเทียมสำหรับการมองเห็น" ดังกล่าวแล้ว ในรัสเซีย การฝังขาเทียมจอประสาทตาครั้งแรกได้ดำเนินการในปี 2560

ตาไบโอนิค: มันคืออะไร?

ระบบเทียมจอประสาทตาหรือเรียกง่ายๆ ว่า "ตาไบโอนิค" เป็นระบบการมองเห็นเทียมสำหรับผู้ที่สูญเสียการมองเห็นอันเป็นผลมาจากโรคที่เกี่ยวข้องกับความเสื่อมของชั้นนอกของเซลล์จอประสาทตา - เซลล์รับแสง เซลล์ที่เปลี่ยนแสงในขณะที่ยังมีชีวิตอยู่ ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สมองเข้าใจได้ อุปกรณ์ดังกล่าวมีการออกแบบที่หลากหลาย แต่ส่วนการทำงานหลักคือเมทริกซ์ไมโครอิเล็กโทรดซึ่ง การผ่าตัดวางในดวงตา ในบริเวณเส้นประสาทตา (ซึ่งส่งแรงกระตุ้นจากตาไปยังสมอง) หรือโดยตรงในสมอง ไมโครอิเล็กโทรดเหล่านี้สามารถกระตุ้นส่วนที่ยังทำงานอยู่ของเรตินาของบุคคลที่สูญเสียการมองเห็น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของอวัยวะเทียม หรือ เส้นประสาทตาเป็นโครงสร้างนำไฟฟ้าหรือกระทำการโดยตรงกับคอร์เทกซ์การมองเห็น การกระตุ้นเกิดขึ้นผ่านแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าที่อ่อนแรง เหมือนกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับประสาทหูเทียม

มนุษย์รับรู้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของเซลล์ประสาทโดยมีลักษณะเป็นจุดเล็กๆ ของแสง ซึ่งเรียกว่า "ฟอสฟีน" ฟอสฟีนดังกล่าวช่วยให้บุคคลที่มีดวงตาไบโอนิคสามารถมองเห็นพื้นที่โดยรอบที่เกิดจากอุปกรณ์ได้ (ไม่ว่าจะมีหรือไม่มีกล้องก็ตาม) ในความเป็นจริง ดวงตาไบโอนิคยังไม่สามารถให้การมองเห็นตามปกติได้และยังห่างไกลจากอุดมคติ แต่ "แสดง" ชุดของจุดแสงและรูปร่างที่คล้ายกับโมเสคแสง ซึ่งบุคคลหลังจากฝึกฝนมาระยะหนึ่งแล้ว สามารถใช้ระบุสภาพแวดล้อมของเขาได้ แต่การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปและคุณภาพของอุปกรณ์ดังกล่าวก็ดีขึ้น

พื้นหลัง

ระบบการมองเห็นไบโอนิคกำลังได้รับการพัฒนาในหลายประเทศพร้อมกัน และโครงการเหล่านี้ก็ดำเนินอยู่ในปัจจุบัน ขั้นตอนที่แตกต่างกันความพร้อม นอกจากนี้ ยังเชื่อกันว่าระบบไบโอนิคดังกล่าวเหมาะสำหรับผู้ที่สูญเสียการมองเห็นเนื่องจากโรคการมองเห็นเสื่อม เช่น และ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในโรคดังกล่าวเซลล์จอประสาทตาบางส่วนเช่น เส้นประสาทตา, ยังคงไม่เสียหาย.

ปัจจุบัน มีขาเทียมไบโอนิคเพียงไม่กี่ชิ้นเท่านั้นที่ได้รับการอนุมัติให้ใช้ในเชิงพาณิชย์โดยหน่วยงานกำกับดูแลอุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพในประเทศต่างๆ เหล่านี้คือ Argus II ที่พัฒนาในสหรัฐอเมริกา, ระบบ RI Alpha AMS ของเยอรมัน, IRIS II จากฝรั่งเศส และระบบ VisionCare (USA) ซึ่งแตกต่างจากระบบเหล่านี้โดยพื้นฐาน

ประเภทของการปลูกถ่าย

ขึ้นอยู่กับการออกแบบและวิธีการทำงาน การปลูกถ่ายตาจะแบ่งออกเป็นอีพิเรติน (บนจอตา), ใต้จอตา (หลังจอตา), เหนือคอรอยด์ (เหนือคอรอยด์), ในเปลือกตา, บนเส้นประสาทตา และยังฝังอยู่ในสมองด้วย

การปลูกถ่าย Epiretinal

อาร์กัส ครั้งที่สอง ( ที่สอง ภาพ , สหรัฐอเมริกา)

ระบบ Argus ซึ่งพัฒนาโดยบริษัท Second Sight ของบริษัทอเมริกัน ถือเป็นอุปกรณ์เทียมชิ้นแรกที่ฝังเข้าไปในดวงตา ซึ่งใช้เพื่อฟื้นฟูการมองเห็นบางส่วนในผู้ที่ทุกข์ทรมานจากรูปแบบที่รุนแรง นอกจากนี้ ยาฝังนี้ได้รับการทดสอบเพื่อใช้ในผู้ที่มีอาการทั่วไปมากกว่า - . Argus - ระบบ epiretinal เช่น การปลูกถ่ายจะถูกวางไว้บนเรตินา อุปกรณ์นี้ถูกฝังในมนุษย์ครั้งแรกในปี 2549 ปัจจุบัน บริษัทใช้อุปกรณ์เทียมรุ่นที่สอง นั่นคือ Argus II ซึ่งได้รับการอนุมัติให้ใช้งานจากหน่วยงานกำกับดูแลในอุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพของยุโรป (2011) และอเมริกา (2013) แล้ว

อุปกรณ์นี้ใช้กล้องที่รวมอยู่ในแว่นตาและมีการปลูกถ่ายบางส่วนรอบดวงตาและบางส่วนบนพื้นผิวเรตินา จนถึงขณะนี้ Argus II อนุญาตให้บุคคลมองเห็นเพียงเงาและโครงร่างของตัวเลขเท่านั้น ในกรณีนี้ ทุกสิ่งที่กล้องมองเห็นจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งจะถูกส่งแบบไร้สายไปยังรากฟันเทียม ในทางกลับกัน ชิปที่ฝังไว้จะกระตุ้นเซลล์จอประสาทตา ทำให้เซลล์ส่งข้อมูลที่ได้รับไปยังเส้นประสาทตาและนำไปประมวลผลต่อในคอร์เทกซ์การมองเห็นของสมอง

การผ่าตัดปลูกถ่ายใช้เวลาประมาณห้าชั่วโมง และหลังจากนั้นสองสัปดาห์ ผู้ป่วยจึงสวมแว่นตาเพื่อเริ่มเรียนรู้วิธีใช้ Argus II

ราคา:

ราคาของอุปกรณ์อยู่ที่ประมาณ 150,000 ดอลลาร์ ไม่รวมค่าผ่าตัดและการฝึกอบรมเพื่อเรียนรู้วิธีใช้ระบบนี้

• ให้ความสามารถในการนำทางในอวกาศ
• ผู้ใช้บางคนได้รับโอกาสในการอ่านตัวอักษรขนาดใหญ่และเดินทางอย่างอิสระในเมือง

ข้อเสียของอุปกรณ์:

• โดยพื้นฐานแล้วบุคคลนั้นไม่ได้รับการมองเห็นตามปกติและนี่เป็นเพราะว่าอุปกรณ์เทียมรุ่นนี้มีอิเล็กโทรดเพียง 60 อิเล็กโทรด และเพื่อที่จะมองเห็นได้ดี จำเป็นต้องใช้อิเล็กโทรดประมาณ 1 ล้านอิเล็กโทรด
• ราคาสูง
• แก้วค่อนข้างเทอะทะ

IRIS II (Pixium Vision, ฝรั่งเศส )

ระบบการมองเห็นไบโอนิค IRIS II ออกแบบมาสำหรับผู้ที่สูญเสียการมองเห็นเนื่องจากเรตินอักเสบเม็ดสี ใช้กล้องที่ติดตั้งอยู่ในแว่นตาแบบพิเศษและการปลูกถ่ายอีพิเรตินซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรด 150 อิเล็กโทรดที่ติดตั้งอยู่บนเรตินา เทคโนโลยีนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับคนเช่นเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาเช่นเดียวกับ Argus II

หลักการทำงานของอุปกรณ์นั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่ากล้องจับภาพ จากนั้นเข้าสู่คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่เชื่อมต่อกับแว่นตาด้วยสาย ซึ่งจะถูกประมวลผลและส่งแบบไร้สายไปยังรากฟันเทียม อุปกรณ์ฝังนี้ใช้อิเล็กโทรดเพื่อกระตุ้นเส้นประสาทตา ทำให้ผู้ใช้สามารถแยกแยะระหว่างขาวดำและเฉดสีประมาณสิบเฉดได้ สีเทา. กล้องในแว่นตามีพิกเซลอิสระที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง สิ่งแวดล้อม. โดยพื้นฐานแล้ว ระบบทำงานเป็นเมทริกซ์ของเซลล์รับแสงซึ่งจะเข้ามาแทนที่ ทำให้ผู้คนมีความสามารถในการมองเห็นขั้นพื้นฐานที่พวกเขาจะไม่มีหากไม่มีอุปกรณ์

เช่นเดียวกับในกรณีของ Argus II เมื่อใช้ "วิสัยทัศน์" จะค่อยๆ ปรับตัว และหลังจากนั้นระยะหนึ่งบุคคลจะเรียนรู้ที่จะจดจำใบหน้าของบุคคล นักวิทยาศาสตร์ได้รับความมั่นใจจากการทดสอบกับสัตว์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การมองเห็นของหนูกลับคืนสู่ระดับ 20/250 เช่น สำหรับมนุษย์ นี่หมายถึงความสามารถในการอ่านข้อความขนาดใหญ่และจดจำใบหน้าได้

ราคา:

ไม่มีข้อมูล.

ข้อดีของดวงตาไบโอนิค:

• ความละเอียดสูงกว่า Argus II (2.5 เท่า)
• หลังจากใช้งานเป็นเวลานาน ช่วยให้คุณสามารถแยกแยะใบหน้าและอ่านตัวอักษรขนาดใหญ่ได้
• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายนอกยังช่วยให้คุณควบคุมการประมวลผลภาพได้อย่างเต็มที่ และแม้แต่ปรับแต่งการประมวลผลให้เหมาะกับผู้ป่วยแต่ละรายด้วย

ข้อบกพร่อง:

• ระยะเวลาการผ่าตัดของถุงเต้านมเทียมค่อนข้างสั้น ซึ่งในที่สุดจะต้องมีการเปลี่ยนใหม่
• ความต้องการอุปกรณ์ภายนอกที่ค่อนข้างเทอะทะ
• ค่าใช้จ่ายในการผ่าตัดและอุปกรณ์สูง
• ไม่อนุญาตให้คุณแยกแยะสี

PRIMA (Pixium Vision ประเทศฝรั่งเศส)

ระบบใหม่ของ Pixium Vision ได้รับการออกแบบมาเพื่อช่วยเหลือผู้ที่มีอาการตาแห้ง ซึ่งส่งผลต่อการมองเห็นส่วนกลาง เช่นเดียวกับ IRIS PRIMA ทำงานควบคู่กับแว่นตา ซึ่งใช้กล้องเพื่อจับภาพฉากรอบตัวผู้ใช้ ส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อประมวลผล จากนั้นจึงส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ฝังตัวโดยใช้ รังสีอินฟราเรด(ซึ่งอาเรย์อิเล็กโทรดมีความละเอียดอ่อน) การฉายรังสีแบบเดียวกันนี้ใช้ในการจ่ายพลังงานให้กับการปลูกถ่ายจอประสาทตา ชิปอิเล็กทรอนิกส์นี้มีขนาด 2 x 2 มิลลิเมตร ความหนา 30 ไมครอน (ซึ่งบางกว่าเส้นผมมนุษย์ถึงสามเท่า) และอิเล็กโทรด 378 ชิ้น เช่น มากเป็นสองเท่าของ IRIS II

การทดสอบการฝังอุปกรณ์นี้ในผู้ป่วยครั้งแรกดำเนินการเมื่อปลายปี 2560

การดำเนินการฝังอุปกรณ์ใช้เวลา 90 นาที

ราคา:

ยังไม่ได้กำหนด.

ข้อดีของอุปกรณ์:

• สามารถใช้กับผู้ป่วยได้
• มีความละเอียดมากกว่า IRIS II และ Argus II

ข้อบกพร่อง:

• การสื่อสารแบบใช้สายกับชุดควบคุม
• ไม่อนุญาตให้คุณแยกแยะสี
• การผ่าตัดที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับความเสี่ยงต่อสุขภาพ
• ความต้องการอุปกรณ์ภายนอกที่ค่อนข้างเทอะทะ

การฝังใต้จอประสาทตา

อัลฟ่า IMS (Retina Implant AG, เยอรมนี )

การฝังใต้จอประสาทตาจะอยู่ระหว่างชั้นรับแสงและเยื่อบุผิวเม็ดสีที่จอประสาทตา อุปกรณ์เหล่านี้กระตุ้นเซลล์จอประสาทตาที่อยู่ด้านข้างของเซลล์รับแสงเป็นหลัก ซึ่งตามที่นักพัฒนาเชื่อว่าควรสร้างกระแสกระตุ้นไปยังสมองที่เป็นธรรมชาติมากขึ้น นี่คือการปลูกถ่ายที่พัฒนาโดย บริษัท Retina Implant ของเยอรมันซึ่งได้รับอนุญาตอย่างเป็นทางการจากหน่วยงานกำกับดูแลของยุโรปสำหรับการใช้งานแล้ว ประสาทหูเทียม Alpha AMS ได้รับการออกแบบมาเพื่อผู้ที่ป่วยเป็นโรคและทำงานร่วมกับสัญญาณแสงที่ส่งไปยังเรตินาโดยตรงโดยไม่ต้องใช้กล้องภายนอก นี้ให้ การเคลื่อนไหวฟรีดวงตาของผู้ป่วย ตัวอย่างเช่น คนไข้ที่เป็น Argus II ต้องหันศีรษะไปทางนั้นเพื่อที่จะมองไปด้านข้าง ยิ่งไปกว่านั้น คนอื่นๆ อาจไม่สังเกตเห็นด้วยซ้ำว่าข้างหน้าพวกเขาคือบุคคลที่มีวิสัยทัศน์แบบไบโอนิค อย่างไรก็ตาม ในการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ จะต้องฝังระบบที่คล้ายกับระบบที่ใช้ในการฝังประสาทหูเทียมไว้ใต้หนังศีรษะ

เทคโนโลยีที่ใช้ในอุปกรณ์ช่วยให้ดวงตามีอิเล็กโทรดจำนวนมากที่สุดเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกัน อุปกรณ์ฝังนี้เป็นชิปขนาด 3x3 มม. ที่ประกอบด้วยโฟโตไดโอด 1,600 ตัว (พิกเซล) พร้อมด้วยองค์ประกอบที่ไวต่อแสงและอิเล็กโทรดที่จับคู่กัน เมื่อแสงตกกระทบ โฟโตไดโอดจะแปลงโฟตอนเป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งจะถูกขยายและส่งผลกระทบ ความสว่างและคอนทราสต์ของภาพจะถูกปรับโดยผู้ป่วยเองโดยใช้รีโมทคอนโทรลที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

น่าเสียดายที่ Alpha AMS ไม่สามารถฟื้นฟูการมองเห็นของผู้ป่วยได้ (ตาของเรามี "พิกเซลรับแสง" ประมาณ 100 ล้านพิกเซล") แต่สามารถเพิ่มความสามารถของผู้ที่มีความบกพร่องทางการมองเห็นในการนำทางในอวกาศและแยกแยะวัตถุขนาดใหญ่ที่มีสีตัดกันได้เล็กน้อย

ราคา:

ปัจจุบัน อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการปลูกฝังในเยอรมนีเท่านั้น และโดยปกติแล้วค่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะได้รับค่าประกันสุขภาพคืน ไม่มีข้อมูลค่าใช้จ่ายอื่นๆ

ข้อดีของอุปกรณ์:

• มีความละเอียดค่อนข้างสูง
• อุปกรณ์นี้ใช้อุปกรณ์ออพติคอลของดวงตาเพื่อให้ได้ภาพ
• ให้ความสามารถในการจดจำใบหน้าของบุคคล โครงร่างของตัวเลข และจดจำวัตถุต่างๆ
• ความเรียบง่ายของอุปกรณ์เมื่อเปรียบเทียบกับระบบอีพิเรติน
• การยึดรากฟันเทียมทำได้ง่ายขึ้นเนื่องจากพื้นที่ใต้จอประสาทตามีจำกัดและแรงกดบนอุปกรณ์ที่สร้างเยื่อบุเม็ดสี

ข้อบกพร่อง:

• ความจำเป็น แหล่งจ่ายไฟภายนอก, ติดไว้ใต้ผิวหนังบริเวณศีรษะ
• ในระหว่างการทดสอบ มีการบันทึกความล้มเหลวของอุปกรณ์ซึ่งจำเป็นต้องดำเนินการใหม่
• ขาดการมองเห็นสี
• ข้อจำกัดด้านขนาดเนื่องจากพื้นที่ใต้จอประสาทตามีปริมาณน้อย
• อาจเกิดความเสียหายต่อจอประสาทตาเนื่องจากความร้อนที่เกิดจากการปลูกถ่าย

การปลูกถ่าย Suprachoroidal

ไบโอนิค วิสัยทัศน์ ( ไบโอนิค วิสัยทัศน์ , ออสเตรเลีย)

อุปกรณ์ฝังเทียมไบโอนิคอีกเวอร์ชันหนึ่งที่พัฒนาในออสเตรเลีย วางอยู่ระหว่าง (คอรอยด์) ตามที่นักพัฒนาระบุว่าการปลูกถ่าย suprachoroidal นั้นให้ความเสถียรของอุปกรณ์มากกว่าการปลูกถ่ายใต้จอประสาทตาหรือ epiretinal อีกทั้งยังเพิ่มความปลอดภัยให้กับคนไข้อีกด้วย เนื่องจากขั้นตอนการปลูกถ่ายนั้นง่ายกว่าและไม่รุกราน ขั้นตอนนี้ไม่ส่งผลกระทบต่อเนื้อเยื่อจอประสาทตาและไม่จำเป็นต้องกำจัดอารมณ์ขันออกจากตาซึ่งจะช่วยลดโอกาสเกิดภาวะแทรกซ้อนหลังการผ่าตัด

จอประสาทตาเทียมนี้อาจเป็นประโยชน์ต่อผู้ที่มีการถ่ายทอดจากจอประสาทตาสู่สมองเหมือนเดิมมากเท่ากับอุปกรณ์รุ่นก่อนๆ

ดวงตาไบโอนิคประกอบด้วยกล้องดิจิตอลขนาดเล็กที่ติดตั้งอยู่บนแว่นตา โปรเซสเซอร์ภายนอก และการปลูกถ่าย (ไมโครชิปและอิเล็กโทรดกระตุ้น) ข้อมูลจะถูกถ่ายโอนไปยังรากฟันเทียมแบบไร้สาย ปัจจุบัน อุปกรณ์ได้รับการพัฒนาแล้ว 3 เวอร์ชัน ได้แก่ ต้นแบบที่มีอิเล็กโทรด 44 อิเล็กโทรด, เวอร์ชันที่มีขอบเขตการมองเห็นกว้างและมีอิเล็กโทรด 98 อิเล็กโทรด และเวอร์ชันที่ทันสมัยที่สุดด้วยอิเล็กโทรด 256 อิเล็กโทรด ขนาดของรากฟันเทียมที่ทันสมัยที่สุดคือ 5 x 5 มม. ในอนาคต นักพัฒนาวางแผนที่จะทดสอบเวอร์ชันที่มีอิเล็กโทรด 1,024 อิเล็กโทรด ซึ่งเป็นเมทริกซ์ของชิปอิเล็กโทรด 256 อิเล็กโทรดสี่ตัว สิ่งนี้ควรช่วยให้ผู้ใช้จดจำใบหน้าและอ่านได้

ระบบใช้การประมวลผลสัญญาณอัจฉริยะก่อนส่งไปยังรากฟันเทียม มันไม่เพียงแค่เพิ่มคอนทราสต์เท่านั้น แต่ยังเข้ารหัสวัตถุตามสิ่งที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้ผู้ใช้สามารถหลีกเลี่ยงการชนได้ง่ายขึ้น

ดวงตาไบโอนิคจะแปลงภาพให้เป็นการแสดงคอนทราสต์สูง ซึ่งส่วนหนึ่งจะต้องผ่านการประมวลผลเพิ่มเติม ในรูปด้านล่าง พื้นที่นี้ถูกเน้นด้วยสีน้ำเงินและสอดคล้องกับพื้นที่ของลานสายตาซึ่งตาไบโอนิคมองเห็นได้ยาก จากนั้นโปรเซสเซอร์จะแปลงภาพเป็นพารามิเตอร์การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าที่ส่งไปยังอิเล็กโทรด ผู้ป่วยจะได้รับภาพ "เบลอ" ซึ่งประกอบด้วยแสงกะพริบ

มุมมองมีขนาดเล็ก - ไม่เกิน 30° ดังนั้นผู้ป่วยจะต้องมีความจำที่ดีเพื่อที่จะ "รวบรวม" ภาพสภาพแวดล้อมรอบตัวให้ครบถ้วน

ราคา:

ราคาของอุปกรณ์และค่าใช้จ่ายในการดำเนินการฝังยังไม่ได้กำหนด

ข้อดีของอุปกรณ์:

• ให้การควบคุมการกระตุ้นเส้นประสาทตาได้ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับตัวเลือกโฟโตไดโอดเนื่องจากการประมวลผลสัญญาณภาพล่วงหน้า
• การดำเนินการปลูกถ่ายที่ปลอดภัยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการใต้จอประสาทตาหรือวิธี epiretinal
• ช่วยให้ผู้คนสามารถสำรวจสภาพแวดล้อมของตนได้

ข้อบกพร่อง:

• ความละเอียดต่ำ
• ขาดการมองเห็นสี
• ความจำเป็นในการฝึกอบรมที่ค่อนข้างนานเพื่อเรียนรู้ที่จะรับรู้ถึงสิ่งแวดล้อม

อุปกรณ์ที่ฝังอยู่ในสมอง (การฝังเยื่อหุ้มสมอง)

กลุ่มดาวนายพรานฉัน (สายตาที่สอง, สหรัฐอเมริกา )

ระบบกระดูกเทียม Orion I เป็นอีกหนึ่งอุปกรณ์จาก Second Sight และมีหลักการทำงานที่แตกต่างกันเล็กน้อย โดยไม่ได้ใช้เส้นประสาทตาและระบบการมองเห็นทั้งหมด แต่กระตุ้นเปลือกสมองส่วนการมองเห็นโดยตรง ซึ่งจะช่วยให้แม้แต่คนที่สูญเสียการทำงานของดวงตาไปจนหมดก็ยังมองเห็นได้ มิฉะนั้น อุปกรณ์นี้จะเป็นเวอร์ชันดัดแปลงของ Argus II เช่น ประกอบด้วยแว่นตาพร้อมกล้อง โปรเซสเซอร์ภายนอก และชิปฝังได้

อุปกรณ์นี้ทำงานโดยการแปลงภาพที่ได้รับโดยใช้กล้องขนาดเล็กที่ติดตั้งอยู่บนแว่นตาของผู้ป่วยให้เป็นชุดของแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่ถูกส่งแบบไร้สายไปยังอิเล็กโทรดที่ฝังอยู่บนพื้นผิวของเปลือกสมองที่มองเห็น ระบบดังกล่าวอาจช่วยฟื้นฟูการมองเห็นให้กับคนตาบอดได้ โดยการเลี่ยงจอประสาทตาและเส้นประสาทตาที่เสียหาย และกระตุ้นเยื่อหุ้มสมองการมองเห็นโดยตรง การทดลองทางคลินิกของ Orion I เริ่มขึ้นในเดือนกุมภาพันธ์ 2018

ตามที่นักพัฒนาระบุว่า อุปกรณ์ใหม่นี้สามารถช่วยให้ผู้ป่วยมีระดับการมองเห็นใกล้เคียงกับ Argus II หรืออาจจะน้อยกว่าเล็กน้อย เหล่านั้น. ผู้ใช้จะสามารถแยกแยะแสงจากความมืดและจดจำโครงร่างของวัตถุได้ แต่จะไม่แยกแยะสี

ราคา:

ยังไม่ได้กำหนดราคาของอุปกรณ์เนื่องจากอยู่ในขั้นตอนการทดสอบ

ข้อดีของอุปกรณ์:

• อุปกรณ์นี้สามารถช่วยเหลือผู้ที่สูญเสียการมองเห็นได้ด้วยเหตุผลหลายประการ
• ให้บุคคลมีความสามารถในการมองเห็นแสงและการนำทาง
• อาจถูกกว่า Argus เนื่องจากสามารถใช้ได้กับผู้ป่วยจำนวนมาก

ข้อบกพร่อง:

• เสี่ยงต่ออาการชักอันเป็นผลมาจากการจัดการสมอง
• ไม่ได้ให้ความสามารถในการแยกแยะสี
• การใช้หน่วยประมวลผลภายนอกที่ทำให้สวมใส่ไม่สบายตัว

เทคโนโลยีใหม่สำหรับการมองเห็นแบบไบโอนิค

จอประสาทตาเทียม

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งอิตาลีได้คิดค้นอุปกรณ์ปลูกถ่ายที่ใช้ทดแทนเรตินาที่เสียหาย และทำจากโพลีเมอร์นำไฟฟ้าชั้นบางๆ ที่วางอยู่บนสารตั้งต้นที่ทำจากไหม และเคลือบด้วยโพลีเมอร์เซมิคอนดักเตอร์ เซมิคอนดักเตอร์นี้ทำหน้าที่เป็นวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ โดยดูดซับโฟตอนเมื่อแสงเข้าสู่ดวงตา เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น สัญญาณไฟฟ้าจะกระตุ้นเซลล์ประสาทจอประสาทตา ซึ่งจะช่วยเติมเต็ม "ช่องว่าง" ที่เซลล์รับแสงตามธรรมชาติของดวงตาทิ้งไว้แต่ได้รับความเสียหาย

“การทดลองกับหนูได้แสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาพแสงที่คล้ายกับพลบค่ำหรือดีกว่า ปฏิกิริยาของสัตว์ที่มีการปลูกถ่ายต่อแสงแทบไม่ต่างจากปฏิกิริยาของสัตว์ที่มีสุขภาพดีเลย อย่างไรก็ตาม เราต้องรอผลการศึกษาวัสดุใหม่ของมนุษย์ก่อนจึงจะเข้าใจว่าวิธีนี้สามารถนำมาใช้รักษาคนที่มี » - ความคิดเห็นของนักพัฒนา

เทคโนโลยีที่คล้ายกันนี้ได้รับการพัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด (สหรัฐอเมริกา) พวกเขาสร้างวัสดุสังเคราะห์ที่อ่อนนุ่มซึ่งมีลักษณะใกล้เคียงกับเนื้อเยื่อของมนุษย์ที่ประกอบขึ้นเป็นเรตินามากกว่าวัสดุที่ใช้ในการปลูกถ่ายตาในปัจจุบัน เป็นโครงสร้างเซลล์ที่ทำจากวัสดุธรรมชาติที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและไม่มีส่วนประกอบอยู่ด้วย สิ่งแปลกปลอมหรือเซลล์ที่มีชีวิต ทำให้รากเทียมมีการบุกรุกน้อยกว่าอุปกรณ์กลไกและมีโอกาสน้อยที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาเชิงลบในร่างกาย

“สำเนา” ของเรตินาประกอบด้วยหยดน้ำที่ห่อหุ้มอยู่ในเปลือกของโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ เช่นเดียวกับกล้องจิ๋ว เซลล์เหล่านี้ทำงานเหมือนพิกเซล โดยตรวจจับและตอบสนองต่อแสง สร้างภาพในระดับสีเทา วัสดุนี้สามารถสร้างสัญญาณไฟฟ้าที่จะกระตุ้นเซลล์ประสาทที่อยู่ด้านหลังดวงตาในลักษณะเดียวกับเรตินาจริง

จนถึงขณะนี้ เทคโนโลยีนี้ได้รับการทดสอบในห้องปฏิบัติการเท่านั้น ดังนั้นเราจึงต้องรอผลการทดสอบในมนุษย์เพื่อทำความเข้าใจว่าการพัฒนาที่ก้าวหน้านี้มีประสิทธิภาพเพียงใดในการช่วยเหลือผู้มีความบกพร่องทางสายตา

ประสบการณ์ของรัสเซีย

ในรัสเซียระบบการมองเห็นไบโอนิคเริ่มถูกนำมาใช้เป็นส่วนใหญ่เท่านั้น เมื่อเร็วๆ นี้. เมื่อวันที่ 30 มิถุนายน 2017 อุปกรณ์ Argus II ได้รับการฝังใน Grigory Ulyanov วัย 59 ปีจากเมือง Chelyabinsk ซึ่งสูญเสียการมองเห็นเมื่อกว่า 20 ปีที่แล้วอันเป็นผลมาจากการผ่าตัด การผ่าตัดดำเนินการโดยทีมแพทย์นานาชาติใน มอสโก ที่ศูนย์วิทยาศาสตร์และคลินิกโสตนาสิกลาริงซ์วิทยาของ FMBA ทีมชาวรัสเซียนำโดย Hristo Takhchidi

การดำเนินการนี้เป็นโครงการร่วมของมูลนิธิเพื่อการสนับสนุนคนหูหนวกตาบอด "การเชื่อมต่อ", มูลนิธิการกุศลของ Alisher Usmanov "ศิลปะวิทยาศาสตร์และการกีฬา", ANO "ห้องปฏิบัติการ" เซ็นเซอร์ - เทคโนโลยี, สถาบันงบประมาณของรัฐบาลกลาง " ศูนย์วิทยาศาสตร์และคลินิกโสตนาสิกลาริงซ์วิทยา FMBA แห่งรัสเซีย" และบริษัท Second Sight

การผ่าตัดมีราคาแพงมากและยังไม่แพร่หลาย แต่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า เมื่อเวลาผ่านไป อาจเป็นไปได้ที่จะรวมการผ่าตัดฝังเข็มเข้าในโปรแกรมการดูแลทางการแพทย์ที่มีเทคโนโลยีสูงฟรี

ดังที่ Grigory Ulyanov พูด

ฉันตกใจและดีใจมาก ฉันเห็นโครงร่างของหน้าต่างและประตู โครงร่างของวัตถุ มีเพียงคนเท่านั้นที่มีปัญหา: ฉันเห็นร่างของบุคคล แต่ฉันไม่เข้าใจว่าเขาเป็นใครชายหรือหญิง ฉันจำลูกสาวของฉันไม่ได้ทันทีเช่นกัน ฉันเห็นใครบางคนกำลังมา “พ่อ นี่ฉันเอง!” ฉันรับรู้ด้วยเสียงว่าเป็นลูกสาวของฉัน ฉันพูดว่า: "ฉันเห็นคุณแล้ว ฉันมาได้!" ฉันมีความสุขมาก

ฉันเห็นแต่ไม่เหมือนคุณ ฉันเห็นแตกต่างออกไปเป็นขาวดำ ภาพเข้าสู่สมอง สมองประมวลผล สร้างพิกัดภายนอก และฉันเริ่มนำทางตามสิ่งเหล่านั้น ฉันสามารถเดินไปตามถนนโดยเน้นไปที่วัตถุขนาดใหญ่ได้แล้ว ฉันไม่สามารถพูดได้ว่าฉันกำลังเดินโดยการได้ยินหรือการมองเห็น - โดยทั้งสองอย่าง

ดวงตาเป็นระบบที่ซับซ้อนที่สุดในร่างกาย และนักประสาทวิทยายังคงค้นหาว่าสิ่งเร้าทางการมองเห็นสามารถเปลี่ยนเป็นข้อความข้อมูลที่สมองรับรู้ได้อย่างไร นอกจากนี้อวัยวะนี้ยังเปราะบางมากและความผิดปกติของการมองเห็นก็เป็นหนึ่งในโรคที่พบบ่อยที่สุดในบรรดาโรคทั้งหมด

เป็นที่น่าสังเกตว่าปัญหาร้ายแรงที่สุดในการมองเห็นคือโรคต่างๆ (เม็ดสี ฯลฯ ) เพราะประมาณหนึ่งในสี่ของผู้ป่วยที่เป็นโรคเหล่านี้จะมีการมองเห็นที่สมบูรณ์ และทุกอย่างจะไม่เลวร้ายนักหากโรคจอประสาทตาสามารถรักษาได้ แต่การบำบัดในกรณีเช่นนี้จะจำกัดอยู่เพียงความพยายามที่จะชะลอโรคเท่านั้น

จริงอยู่เมื่อเร็ว ๆ นี้จากความสำเร็จของเทคโนโลยีทางระบบประสาทวิทยานักวิทยาศาสตร์เริ่มคิดถึงการฟื้นฟูเซลล์รับแสงที่หายไปในกระบวนการของโรคจอประสาทตาซึ่งจะช่วยฟื้นฟูการมองเห็น วิธีแก้ปัญหาที่ชัดเจนที่สุดคือการใช้สเต็มเซลล์ และประสบความสำเร็จอย่างน่าประทับใจตลอดเส้นทางนี้ ตัวอย่างเช่น ด้วยวิธีนี้ พวกเขาฟื้นฟูการมองเห็นของหนูตาบอดได้บางส่วน และพิสูจน์ความปลอดภัยของการใช้สเต็มเซลล์ในเรตินาของมนุษย์

ในเวลาเดียวกันก็มีวิธีแก้ปัญหาประสาทคอมพิวเตอร์สำหรับปัญหานี้ - แทนที่เรตินาด้วยอวัยวะเทียมอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ดังกล่าว Argus II ถูกสร้างขึ้นโดย SecondSight และได้รับการแนะนำแล้ว ประยุกต์กว้างในสหรัฐอเมริกา การทดลองทางคลินิกของอุปกรณ์นี้ประสบความสำเร็จ แต่ Argus II ยังคงมีความเป็นไปได้อีกมากมายที่ยังไม่ได้สำรวจ ซึ่งคณะทำงานจาก Moorfields Eye Hospital (UK) นำโดย Prof. อีวอนน์ ลอว์.

ต้องบอกว่า Argus II เป็นกล้องวิดีโอขนาดเล็กบนแว่นตาและอุปกรณ์ที่ส่งข้อมูลภาพแบบไร้สายไปยังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หน้าที่หลังคือกระตุ้นเซลล์ที่รวบรวมข้อมูลตามคำแนะนำที่ได้รับจาก "อุปกรณ์ภายนอก"

ผู้ป่วยแปดรายที่แทบไม่มีการมองเห็นเนื่องจากการเสื่อมของจอประสาทตาได้รับเลือกให้เข้าร่วมในการทดลอง หน้าที่ของพวกเขาคือใช้อุปกรณ์เพื่อแยกแยะระหว่างวัตถุสองชิ้น (สีขาวและโลหะ): อันดับแรกกับพื้นหลังสีเข้ม จากนั้นจึงเน้นรูปทรง ขั้นแรก คนไข้ที่เป็นโรคเม็ดสีจอประสาทตาอักเสบขั้นรุนแรงถูกขอให้ทำเช่นนี้โดยปิดอุปกรณ์ จากนั้นเมื่ออุปกรณ์ทำงานไม่ถูกต้อง และสุดท้ายคืออุปกรณ์ทำงานได้ตามปกติ

ผู้ป่วยสามารถแยกแยะวัตถุสองชิ้นโดยปิดอุปกรณ์ในกรณี 12.5% ​​สำหรับการทดลองครั้งแรกและ 9.4% สำหรับการทดลองครั้งที่สอง ด้วยอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพต่ำ อัตราความสำเร็จเพิ่มขึ้นเป็น 26.2% และ 20.7% ในที่สุด ด้วยอุปกรณ์ที่ทำงานได้ดี อัตราความแม่นยำในการเลือกปฏิบัติอยู่ที่ 32.8% และ 41.4% ตามลำดับ ซึ่งน่าประทับใจมาก

การแข่งขันที่ประสบความสำเร็จสำหรับ SecondSight ในด้านนี้คือ BostonRetinalImplantProject (USA) ซึ่งเกี่ยวข้องกับนักวิจัยจาก Harvard, Florida International University, Massachusetts Institute of Technology เป็นต้น

คุณสมบัติที่โดดเด่นของอุปกรณ์ประเภทนี้คือไมโครชิปที่ส่งสัญญาณภายนอกไปยังเซลล์ของเส้นประสาทตา สิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านอิเล็กโทรด ตัวอย่างเช่น Argus II มีอิเล็กโทรดเหล่านี้ 60 อิเล็กโทรด และยิ่งมีอิเล็กโทรดมากเท่าไร ภาพก็จะยิ่งมีรายละเอียดมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากไมโครชิปจะสามารถกระตุ้นการทำงานของเซลล์ได้มากขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงสื่อสารข้อมูลไปยังสมองได้มากขึ้น

ในเรื่องนี้เราสามารถทำนายการต่อสู้ระหว่างผู้ผลิตรากเทียมได้อย่างมั่นใจเพื่อเพิ่มจำนวนอิเล็กโทรดซึ่งคล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นในสาขาเทคโนโลยีโปรเซสเซอร์เมื่อพวกเขาพยายามใส่ทรานซิสเตอร์ให้มากที่สุดในพื้นที่หน่วย

ดังนั้น ฝากถึงคณะทำงาน ศ. Kinzie Jones จาก Florida International University ประสบความสำเร็จในการทำเช่นนี้ เทคโนโลยีของพวกเขาผลิตชิปที่มีอิเล็กโทรด 256 อิเล็กโทรด อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ยังคงรอการทดลองทางคลินิก แต่นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่าชิปของพวกเขามีอนาคตที่สดใส

อย่างไรก็ตามเราไม่ควรคิดว่าอุปกรณ์ดังกล่าวเป็นยาครอบจักรวาลสำหรับปัญหาจอประสาทตา ไม่ว่าจะทำนายความสำเร็จอะไรก็ตามสำหรับขาเทียมดังกล่าว ก็ไม่น่าเป็นไปได้ที่ในอนาคตอันใกล้นี้ พวกเขาจะสามารถแทนที่เรตินาในดวงตาของมนุษย์ได้อย่างสมบูรณ์

จอประสาทตาอิเล็กทรอนิกส์ไม่ใช่อุปกรณ์ประกอบฉากจากภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์อีกต่อไป กลุ่มวิทยาศาสตร์และบริษัทหลายแห่งกำลังทำงานเกี่ยวกับขาเทียมที่คล้ายกันในคราวเดียว ขณะที่พวกเขาทำการทดลองในหลอดทดลอง ในสัตว์ และแม้กระทั่งในมนุษย์ นักพัฒนาอุปกรณ์ดังกล่าว อาจกล่าวได้ว่าได้รับการมองเห็นเช่นกัน โครงสร้างต่างๆ ได้รับการขัดเกลาอยู่ตลอดเวลา และสิ่งนี้ทำให้คนตาบอดมีความหวัง

งานที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในสาขานี้และอาจจะเก่าแก่ที่สุดคือโครงการ Boston Retinal Implant Project (BRIP) เริ่มต้นย้อนกลับไปในทศวรรษ 1980 เมื่อนักวิทยาศาสตร์มองเห็นการออกแบบและการทำงานของระบบการมองเห็นด้วยตาเทียมในรูปแบบทั่วไปเท่านั้น ขณะนี้ BRIP ได้เปิดตัวอวัยวะเทียมเวอร์ชันล่าสุดแล้ว ใน ภายในสามปีผู้สร้างตั้งใจที่จะทดสอบกับผู้คน

ดร.โจเซฟ ริซโซ และศาสตราจารย์จอห์น ไวแอตต์ เป็นผู้ก่อตั้ง BRIP โดยทั่วไป โครงการนี้เกี่ยวข้องกับนักวิทยาศาสตร์จากโรงพยาบาลตาและหูแมสซาชูเซตส์ โรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ด ห้องปฏิบัติการวิจัยด้านอิเล็กทรอนิกส์ และห้องปฏิบัติการ Cornell Nanofabrication (ภาพ โครงการปลูกถ่ายจอประสาทตาบอสตัน)

กล่าวโดยสรุป ทุกอย่างดูเรียบง่าย กล้องขนาดเล็กบนแว่นตาจะส่งสัญญาณแบบไร้สายไปยังชิปเล็กๆ ที่ติดตั้งอยู่บนลูกตา ชิปจะแปลข้อมูลนี้เป็นชุดของสัญญาณไฟฟ้าอ่อนๆ ที่ถูกส่งไปยังอาร์เรย์ของอิเล็กโทรดที่ฝังอยู่ลึกเข้าไปในเรตินา พวกมันกระตุ้นเซลล์ประสาทและบุคคลก็มีการมองเห็น

ค้นหา ตัวเลือกที่ดีที่สุดแผนการดังกล่าวดำเนินมาหลายปีแล้ว และไม่เพียงแต่ใน BRIP เท่านั้น เราเลือกวิธีนี้จากแผนงานอื่นๆ โดยพิจารณาว่าเป็นวิธีทางเทคนิคที่ดีที่สุดในการฟื้นฟูการมองเห็น ซึ่งเหมาะสมที่สุดสำหรับการนำไปปฏิบัติอย่างรวดเร็ว

ในการออกแบบ BRIP ในยุคแรก คอยล์รับสัญญาณจะอยู่ที่ด้านข้างของลูกตา ชิปประมวลผลสัญญาณจะอยู่ด้านบน และชุดอิเล็กโทรดจะอยู่ที่ด้านหลังของเรตินา (มองไม่เห็นในภาพด้านบน แต่แสดงใน แผนภาพด้านล่าง) สิ่งที่ใส่เข้าไปด้านบนจะแสดงภาพรวมของชิปดังกล่าว ด้านล่างเป็นภาพจำลองระบบที่มีกล้องอยู่บนแว่นตา ต่อมาอุปกรณ์รับสัญญาณจากกล้องได้เปลี่ยนตำแหน่ง เราจะพูดถึงเรื่องนี้แยกกัน (ภาพประกอบจาก Boston Retinal Implant Project)

มีหลายทางเลือกในการส่งภาพจากกล้องไปยังจุดหมายปลายทางของคุณ ผลกระทบที่เย้ายวนใจที่สุดคือการเชื่อมต่อหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าเข้ากับเปลือกสมองโดยตรง แต่ก็มีความเสี่ยงต่อสุขภาพมากที่สุดเช่นกัน อีกวิธีหนึ่งคือการเชื่อมต่อชุดขั้วไฟฟ้าเข้ากับเส้นประสาทตาตามเส้นทางจากตาไปยังสมอง แต่ต้องได้รับการผ่าตัดอย่างเชี่ยวชาญ

ในเวลาเดียวกัน ตามที่นักวิทยาศาสตร์จากโครงการ BRIP โรคที่พบบ่อยที่สุดที่นำไปสู่การสูญเสียการมองเห็น ได้แก่ โรคจอประสาทตาเสื่อมและโรคเม็ดสีที่เกี่ยวข้องกับอายุ เมื่อเกิดขึ้นเซลล์ที่ไวต่อแสงในเรตินาจะล้มเหลว แต่ "เซลล์" ทั้งสองขั้วและปมประสาทของมันซึ่งส่งสัญญาณจากเซลล์รับแสงไปยังเครือข่ายของเส้นใยประสาทภายในดวงตาและผ่านพวกมันไปยังเส้นประสาทตายังคงทำงานได้ ทำไมไม่ลองส่งสัญญาณไปยังเซลล์ที่อยู่ตรงกลางเหล่านี้ดูล่ะ?

หนึ่งใน ประเด็นสำคัญคือบริเวณที่ฝังอิเล็กโทรด ในลูกตา ท่อนและกรวยอยู่ห่างจากตัวแก้วตาและเลนส์มากกว่าเซลล์ประสาท ดังนั้นหากเราต้องการเข้าถึงพวกมันจากด้านนอกของดวงตาและจากด้านข้างของมัน ผนังด้านหลังเราจำเป็นต้องเอาชนะชั้นต่างๆ มากขึ้น และอาจนำไปสู่ความเสียหายร้ายแรงต่อเรตินาได้

นี่คือวิธีที่พวกเขาพยายามดำเนินการในโครงการก่อนหน้านี้ ผู้เขียนอุปกรณ์ปลูกถ่ายชนิดใหม่กล่าวว่า: สำหรับการทำงานตามปกติ ก็เพียงพอที่จะวางอิเล็กโทรด (ที่ทำจากอิริเดียมออกไซด์) ไว้ที่ด้านนอกของดวงตา แม่นยำยิ่งขึ้นในชั้นที่วางอยู่ใต้เรตินาโดยตรง ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของความเสียหายและลดลง การแทรกแซงการผ่าตัดเมื่อติดตั้งอุปกรณ์

ลำดับของเยื่อหุ้มเซลล์สำคัญของดวงตา และสองวิธีในการวางชิปกระตุ้นด้วยอิเล็กโทรด - ลึกเข้าไปในลูกตา เหนือเรตินา (1) หรือใกล้กับพื้นผิวด้านนอกมากขึ้น ซึ่งจริงๆ แล้วอยู่ใต้เรตินา (2) สังเกตว่าแสงมาจากด้านบน (ภาพประกอบจากโครงการ Boston Retinal Implant Project)

การปรับปรุงประการที่สองของทีมบอสตันคือชิปประมวลผลสัญญาณ ควรติดไว้กับพื้นผิวของลูกตา แต่ติดไว้ด้านในเบ้าตา เพื่อไม่ให้มองเห็นจากภายนอก ในโครงการ BRIP ใหม่ ชิปนี้ถูกซ่อนอยู่ในเคสไทเทเนียมที่ปิดสนิท

สิ่งนี้ควรลดลง ผลกระทบเชิงลบฝังบนร่างกาย สิ่งสำคัญไม่แพ้กันคือผลกระทบเชิงทำลายของสภาพแวดล้อมของร่างกายที่มีต่อตัวรากฟันเทียมจะลดลง นักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าอุปกรณ์ "ในรูปแบบใหม่" จะสามารถทำงานได้อย่างไม่มีที่ติในตัวบุคคลเป็นเวลาอย่างน้อยสิบปี

นอกจากนี้ยังปรับวิธีการส่งสัญญาณและแหล่งจ่ายไฟที่เป็นประโยชน์ไปยังอวัยวะเทียมด้วย ในอุปกรณ์ใหม่ วงแหวนโลหะที่ฝังอยู่ในตาขาวรอบม่านตามีหน้าที่รับผิดชอบในเรื่องนี้ (ดูภาพใต้ชื่อ)

อันที่จริงประกอบด้วยวงแหวนเสาอากาศศูนย์กลางสองวง หนึ่งในนั้นมีหน้าที่รับพัลส์กำลังของวงจรแบบไร้สายและอย่างที่สองคือการรับภาพ ดังนั้น แว่นตาพิเศษที่มีเสาอากาศส่งสัญญาณในเฟรมจึงควรจ่ายทั้งพลังงานและการไหลของข้อมูลไปยังรากฟันเทียม

อุปกรณ์ทดลอง BRIP มีเพียง 15 ช่องสัญญาณ - สามารถส่ง 15 พิกเซลไปยังเรตินาได้ นี่ไม่ใช่บันทึกอีกต่อไป แต่สำหรับตอนนี้ สิ่งสำคัญคือผู้เข้าร่วมโครงการต้องตรวจสอบการทำงานของโครงการ นอกจากนี้ ตามที่พวกเขากล่าว หลังจากการทดสอบอาสาสมัครแล้ว จะสามารถปรับปรุงอัลกอริธึมการประมวลผลสัญญาณได้

เมื่อเห็นได้ชัดว่าคนตาบอดรับรู้อะไรอย่างชัดเจนและในรูปแบบใดเมื่อพัลส์ปัจจุบันถูกนำไปใช้กับตะแกรง การปรับภาพให้เหมาะสมจะช่วยถ่ายทอด "ความหมายมากขึ้น" ที่จุดเดียวกัน นอกจากนี้ สามารถเพิ่มจำนวนผู้ติดต่อได้ตามลำดับความสำคัญหรือสองระดับก็ได้

เขารายงานรายละเอียดเกี่ยวกับโครงการ BRIP ของเขาในบทความใน IEEE Transactions on Biomedical Engineering ภาพแสดงแบบจำลองของรากฟันเทียมใหม่ มองเห็นไมโครชิปในตัวเรือนฉนวนได้ชัดเจน (ภาพโดย Shawn Kelly)

จนถึงขณะนี้ มีการทดสอบอุปกรณ์ปลูกถ่ายแบบใหม่กับสุกรเป็นเวลา 10 เดือนแล้ว วัตถุประสงค์ของการทดสอบไม่ใช่เพื่อทดสอบความเป็นไปได้ในการฟื้นฟูการมองเห็น แต่เพื่อทดสอบวงจร ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ: ทำให้เกิดอาการอักเสบหรือไม่ เป็นต้น การทดสอบผลิตภัณฑ์ใหม่ในมนุษย์ถือเป็นแผนถัดไป

และชาวอเมริกันมั่นใจว่าสามารถฟื้นฟูการมองเห็นบางรูปแบบได้โดยใช้อิเล็กโทรดดังกล่าว ประมาณหนึ่งทศวรรษที่แล้ว ทีม BRIP ทีมเดียวกันได้ทำการทดลองกับอาสาสมัครตาบอดโดยไม่ต้องใช้ชิปใดๆ

ชุดอิเล็กโทรดถูกเชื่อมต่อชั่วคราวกับเปลือกตาที่ไวต่อแสงและใช้แรงดันไฟฟ้าอ่อนกับพวกมัน ผู้ถูกทดสอบรายงานลักษณะของจุดที่มองเห็นเป็นห่วงโซ่ ซึ่งจำนวนนั้นใกล้เคียงกับจำนวนผู้ติดต่อที่ถูกเปิดใช้งานในช่วงเวลาที่กำหนด

อาร์เรย์ของอิเล็กโทรดจาก BRIP (แสดงที่กำลังขยายสูง) ฝังอยู่ในตาหมู โปรดทราบว่าชิปวางอยู่ใต้คอรอยด์ของลูกตา - คุณจะเห็นว่าเส้นเลือดฝอยทำงานอย่างไรบนชิป (ภาพถ่าย Boston Retinal Implant Project)

นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้ก้าวไปไกลกว่า BRIP บริษัท Second Sight ของอเมริกา ซึ่งทำงานอย่างใกล้ชิดกับสถาบันวิทยาศาสตร์หลายแห่งในแคลิฟอร์เนีย ก็ใช้แนวทางที่คล้ายกันในการพัฒนา พวกเขาสร้างห่วงโซ่ดังต่อไปนี้: กล้องบนแว่นตา - ตัวประมวลผลวิดีโอที่สวมอยู่บนเข็มขัด - เครื่องส่งสัญญาณในแว่นตา - การส่งสัญญาณแบบไร้สายไปยังตัวรับชิปภายในตัวบุคคล จากนั้นผ่านสายไฟเส้นเล็กไปยังตารางของอิเล็กโทรดที่ติดตั้ง บนเรตินา

ตอนนี้มันกำลังเต็มที่ การทดลองทางคลินิกอุปกรณ์ Argus II ซึ่งประกอบด้วยรากฟันเทียมที่มีอิเล็กโทรดกระตุ้น 60 ชิ้น นอกจากนี้ยังห่างไกลจากจำนวนหลายพันพิกเซลที่ต้องการ ซึ่งผู้ป่วยสามารถแยกแยะใบหน้าของผู้คนในระยะใกล้และอ่านได้ แต่ก็ดีกว่าไม่มีเลย แม้แต่ความสามารถในการตรวจจับขอบเขตของแสงและเงา (ทางเข้าประตู บันได) หรือวัตถุที่สว่างก็ยังมีค่ามาก

จอประสาทตาเทียมของ Second Sight ได้รับการฝังในอาสาสมัคร 18 คน ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ Dean Lloyd วัย 68 ปี อาศัยอยู่กับจอประสาทตาเทียมนี้มาประมาณสองปีแล้ว การทดลองแสดงให้เห็นว่าเขาสามารถชี้นิ้วของเขาไปยังจุดสว่างที่ปรากฏในตำแหน่งใดก็ได้บนหน้าจอมืด เดินไปตามเส้นสีขาวที่วาดบนพื้นมืด และแยกแยะรูปทรงทั่วไปของวัตถุได้อย่างแม่นยำ

ในเวลาเดียวกัน เขายังมีการรับรู้สีที่แตกต่างกันด้วย (สีพื้นฐานจะปรากฏขึ้น) ยังไม่ชัดเจนว่าพวกมันสอดคล้องกับสีของวัตถุที่นำเสนอได้ดีเพียงใด แต่สำหรับคนที่อาศัยอยู่ในความมืดสนิทเป็นเวลา 20 ปี แสงสีแดง น้ำเงิน และเขียวเหล่านี้ถือเป็นปาฏิหาริย์

ลอยด์ผู้ป่วยตาบอดทดสอบการทำงานของอาร์กัสตัวที่สอง เบื้องหลังคือหนึ่งในนักวิจัย แมทธิว แม็คมาฮอน นักประสาทวิทยา กล้องจิ๋วที่ส่งภาพไปให้ลอยด์นั้นถูกติดตั้งไว้ในกรอบแว่นตาของเขาจนแทบมองไม่เห็น (บนดั้งจมูกของเขา) ในมือของผู้ทดสอบ สามารถมองเห็นหน่วยประมวลผลวิดีโอได้ ซึ่งตัวเขาเองสามารถปรับพารามิเตอร์ของสัญญาณออกอากาศได้ (ภาพ Paul Chinn/The Chronicle)

การทดสอบ Argus รวมถึงการทดสอบที่กำลังจะเกิดขึ้นกับอาสาสมัครของการปลูกถ่ายอุปกรณ์ BRIP ที่มีการบุกรุกน้อยที่สุด ควรแสดงให้เห็นว่าการใช้ "กล้องวิดีโอภายนอก - จอประสาทตาเทียม" ร่วมกันสามารถอ้างได้ว่าเป็นวิธีการจำนวนมากในการกำจัดผู้คนจากอาการเจ็บป่วยสาหัส แต่ตามหลักการแล้ว นักวิทยาศาสตร์และแพทย์ต้องการกำจัดส่วนประกอบภายนอกของระบบไปพร้อมกัน และโครงการประเภทนี้ก็มีด้วย

การปลูกถ่ายทั้งสองมีหลักการเดียวกัน นั่นคือเซลล์รับแสงเทียมจะอยู่ในตัวของเทียมและรับรู้แสงที่ส่องผ่านเลนส์และแก้วตาตามธรรมชาติ ด้านหลังเครื่องตรวจจับแสงจะมีอิเล็กโทรดกระตุ้นอยู่

Optobionics รายงานย้อนกลับไปในปี 2547 ในบทความใน Archives of Ophthalmology เกี่ยวกับความสำเร็จครั้งแรกของไมโครชิป บริษัทสามารถวางเครื่องตรวจจับแสงและอิเล็กโทรดจำนวน 5,000 ตัวบนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนขนาด 2 มิลลิเมตร และฝังอุปกรณ์นี้ในผู้ป่วย 6 รายที่เป็นโรคเม็ดสีที่จอประสาทตา อาสาสมัครสวมชิปนาน 18 เดือน

ผู้ก่อตั้ง Optobionics Vincent และ Alan Chow ไมโครชิป (วงกลมสีดำ) อยู่บนพื้นผิวของเหรียญและฝังอยู่ในเรตินาของมนุษย์ด้วย เนื่องจากวัสดุฐานคือซิลิคอน อุปกรณ์ต้นแบบนี้จึงเรียกว่า Artificial Silicon Retina หรือ ASR ด้านล่างนี้คือส่วนที่ ASR ถูกนำมาใช้ ความหนาของชิปอยู่ที่ 25 ไมโครเมตร (ภาพถ่ายโดย Optobionics ภาพประกอบโดย Mike Zang)

ผู้ทดสอบมีการมองเห็นที่ดีขึ้นบ้าง และการทดสอบที่มีมายาวนานได้พิสูจน์แล้วว่าไมโครชิปไม่ทำให้เกิดการปฏิเสธหรือการอักเสบ แต่รายละเอียดทั้งหมดของการโต้ตอบของผู้ติดต่อที่กว้างขวางเช่นนี้และผู้ที่ตกอยู่ภายใต้พวกเขาโดยไม่ตั้งใจ เซลล์ประสาทยังคงต้องถูกแยกออก

อนิจจา บริษัท ในเวลาต่อมาได้หยุดดำเนินการเป็นเวลานานด้วยเหตุผลที่ไม่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ เมื่อไม่นานมานี้ Optobionics กลับมาดำเนินกิจกรรมต่อ โดยสัญญาว่าจะดำเนินการทดลองต่อไปด้วยการฝังด้วยกล้องจุลทรรศน์

ดังที่เราเห็น “การแข่งขันทางอาวุธทางวิศวกรรมชีวภาพ” ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นค่อนข้างช้า ต้องใช้เวลาหลายปีในการปรับปรุงวิธีแก้ปัญหาที่พบ และไม่น้อยไปกว่าการทดสอบประสิทธิภาพ "ในการต่อสู้จริง" แต่คนตาบอดหลายล้านคนไม่สนใจว่าใครจะถึงเส้นชัยก่อนและได้รับ "รางวัล" ในรูปแบบของการขายอุปกรณ์นี้จำนวนมหาศาล สำหรับคนพิการ รางวัลที่ทรงคุณค่าที่สุดคือการฟื้นฟูการมองเห็น แม้จะมีความละเอียดหลายสิบพิกเซลก็ตาม

คุณมีความสามารถในการชื่นชม พระจันทร์เต็มดวงในท้องฟ้ายามค่ำคืน หากปรากฏให้คุณเห็นเป็นเพียงกลุ่มของแสงเพียงไม่กี่จุด โดยไม่มีรายละเอียดแม้แต่น้อย หนึ่งในผู้ป่วยที่กำลังตรวจจอตา Argus II รู้ราคาที่แท้จริงของความงามดังกล่าว เธอไม่ได้เห็นดวงจันทร์มา 15 ปีแล้ว

คุณลองจินตนาการดูว่าคนที่มองไม่เห็นหรือแทบไม่เห็นจะรู้สึกอย่างไร? โลก? ภาวะนี้เรียกว่าตาบอด - การไร้ความสามารถในการรับรู้สิ่งเร้าทางสายตาเนื่องจากความผิดปกติทางพยาธิวิทยาในดวงตาในเส้นประสาทตาหรือในสมอง ในปี 1972 องค์การอนามัยโลก (WHO) ได้ใช้คำจำกัดความต่อไปนี้: บุคคลจะถือว่าตาบอดหากการมองเห็นส่วนกลางในสภาวะที่แก้ไขได้ดีที่สุดไม่เกิน 3/60 ด้วยวิสัยทัศน์ดังกล่าว บุคคลในสภาพแสงกลางวันที่มีการแก้ไขแสงสูงสุดจะไม่สามารถนับนิ้วจากระยะ 3 เมตรได้

ดังนั้นในกรณีเช่นนี้จึงเสนอแนวคิดในการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของเรตินาหรือเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็นโดยสร้างอวัยวะเทียมที่เลียนแบบกระบวนการที่แท้จริงของการส่งสัญญาณไฟฟ้าโดยกลไกการออกฤทธิ์

มีหลายทางเลือกสำหรับการปลูกถ่ายแบบอิเล็กทรอนิกส์ แนวคิดใหม่ ๆ ปรากฏขึ้นทุกปี แต่คำว่า "Bionic Eye" นั้นได้รับการพัฒนาโดย Daniel Palanker พนักงานของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและกลุ่มวิจัยของเขา "ฟิสิกส์ชีวการแพทย์และเทคโนโลยีจักษุ"

การฝังแบบจำลองตาไบโอนิค Argus II (อย่างไรก็ตาม เป็นรุ่นเดียวที่มีเครื่องหมาย EU แต่ไม่ได้รับการรับรองในรัสเซีย) ดำเนินการในรัสเซียในเดือนกรกฎาคม 2017 ในผู้ป่วยรายหนึ่ง และเราได้ยินจากแหล่งข่าวทางโทรทัศน์ว่าตอนนี้ผู้คนจะได้เห็นโลกเหมือนเมื่อก่อน ผู้คนหลายร้อยคนร้องขอดวงตาไบโอนิค และบางคนก็ขอให้ฝังชิปเพื่อการมองเห็นขั้นสูงด้วย

แล้ววันนี้เรามีอะไรบ้างและความฝันที่จะได้เห็นโลกหลังสูญเสียการมองเห็นจะเป็นจริงได้หรือไม่?

ลักษณะทางชีววิทยาของจอประสาทตาเทียม

ไบโอนิคเป็นอวัยวะเทียมและองค์ประกอบที่ฝังอยู่ในส่วนต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์ที่คล้ายคลึงกัน รูปร่างและทำหน้าที่กับอวัยวะหรือแขนขาจริง ในปัจจุบัน แขน ขา หัวใจ และอวัยวะการได้ยินแบบไบโอนิคช่วยให้ผู้คนมีชีวิตที่สมบูรณ์ได้สำเร็จ วัตถุประสงค์ของการสร้างตาอิเล็กทรอนิกส์คือเพื่อช่วยผู้ที่มีความบกพร่องทางการมองเห็นที่มีปัญหาเกี่ยวกับจอประสาทตาหรือเส้นประสาทตา อุปกรณ์ที่ฝังแทนจอประสาทตาที่เสียหายจะต้องทดแทนเซลล์รับแสงหลายล้านเซลล์ในดวงตา แม้ว่าจะไม่ได้ 100% ก็ตาม
เทคโนโลยีเกี่ยวกับดวงตานั้นคล้ายคลึงกับเทคโนโลยีที่ใช้ในเครื่องช่วยฟังที่ช่วยให้คนหูหนวกได้ยิน ด้วยเหตุนี้ ผู้ป่วยจึงมีโอกาสน้อยที่จะสูญเสียการมองเห็นที่เหลืออยู่ และผู้ที่สูญเสียการมองเห็นก็มีโอกาสน้อยที่จะมองเห็นแสง และอย่างน้อยก็มีความสามารถในการนำทางในอวกาศได้อย่างอิสระ

ด้านเทคโนโลยี

หลักการทั่วไปของตาอิเล็กทรอนิกส์มีดังนี้: กล้องขนาดเล็กถูกสร้างขึ้นในแว่นตาพิเศษซึ่งข้อมูลเกี่ยวกับภาพจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ซึ่งจะแปลงภาพให้เป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์และส่งไปยังเครื่องส่งสัญญาณพิเศษซึ่งใน เทิร์นส่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ไปยังสัญญาณที่ฝังอยู่ในดวงตาหรือเครื่องรับสมอง หรือข้อมูลจะถูกส่งผ่านสายเล็กๆ ไปยังขั้วไฟฟ้าที่ติดอยู่กับเรตินาของดวงตา ซึ่งจะไปกระตุ้นเส้นประสาทจอประสาทตาที่เหลือ โดยส่งแรงกระตุ้นไฟฟ้าไปยังสมองผ่านทางเส้นประสาทตา . อุปกรณ์ถูกออกแบบมาเพื่อชดเชยการสูญหาย ความรู้สึกทางสายตาสูญเสียการมองเห็นโดยสมบูรณ์หรือไม่สมบูรณ์

เงื่อนไขหลักสำหรับการทำงานของระบบที่ประสบความสำเร็จ:

ลักษณะทางจุลศัลยกรรมของอวัยวะเทียม

เหล่านี้เป็นการดำเนินงานที่กว้างขวาง ตัวอย่างเช่นหากเราอธิบายการฝังตาไบโอนิคใต้จอประสาทตา (อยู่ใต้เรตินา) คุณต้องยกเรตินาขึ้นจนสุดจากนั้นจึงทำการผ่าตัดจอประสาทตาออกอย่างกว้างขวาง (ตัดส่วนหนึ่งของเรตินาออก) จากนั้นติดตั้งชิปนี้ไว้ใต้เรตินา จากนั้นเย็บเรตินาด้วยตะปูจอประสาทตา ติดกาวเรตินาด้วยการแข็งตัวด้วยเลเซอร์ แล้วเติมด้วยน้ำมันซิลิโคน จำเป็นต้องใช้ผ้าอนามัยแบบสอดซิลิโคน มิฉะนั้น PVR (proliferative vitreoretinopathy) จะปรากฏขึ้นทันทีและเกิดการหลุดออก ใช่ ไม่ควรมีเลนส์ธรรมชาติหรือควรเปลี่ยนเป็นเลนส์เทียมก่อน

การดำเนินการต้องใช้เครื่องมือพิเศษที่มีปลายซิลิโคนอ่อนโยน นี่เป็นการผ่าตัดที่ยากอย่างยิ่งนอกจากนี้คุณต้องมีศัลยแพทย์ช่องปากหรือศัลยแพทย์หูคอจมูกด้วย - พวกเขานำอิเล็กโทรดออกมาทางผิวหนัง และคุณได้รับอุปกรณ์ดังกล่าว - ชิปอยู่ในดวงตาและในมือของคุณมีอุปกรณ์ขนาดเท่า โทรศัพท์มือถือซึ่งคุณสามารถเปลี่ยนความเข้มของสัญญาณได้โดยเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดใต้ผิวหนัง จักษุแพทย์ - ศัลยแพทย์เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอในระหว่างการผ่าตัด - จำเป็นต้องได้รับความช่วยเหลือจากสาขาวิชาอื่น ๆ การผ่าตัดใช้เวลานาน 6 ชั่วโมง

แง่มุมทางเศรษฐกิจของกายอุปกรณ์

1. ก่อนอื่นมันมีราคาแพง อุปกรณ์เพียงอย่างเดียวมีราคาประมาณ 150,000 ดอลลาร์นั่นคือเกือบ 8.5 ล้านรูเบิล และการรักษาทั้งหมดของผู้ป่วยรายหนึ่งสามารถเข้าถึง 10 ล้านรูเบิล มันเป็นเรื่องของเกี่ยวกับโมเดล Argus II ปัจจุบัน ในบางประเทศ เช่น ในเยอรมนี การดำเนินการนี้ได้รับค่าตอบแทนจากการประกันภัย
2. บริษัทที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาและการผลิตทั่วโลกดำเนินชีวิตโดยได้รับเงินอุดหนุนและเงินช่วยเหลือจากรัฐบาล เป็นเรื่องดี - สิ่งเหล่านี้ต้องได้รับการสนับสนุน ไม่เช่นนั้นจะไม่มีการพัฒนา
3. ไม่มีใบรับรองในรัสเซียสำหรับอุปกรณ์ใดๆ ต่อไปนี้

แง่มุมทางการแพทย์ของกายอุปกรณ์

1. ผลลัพธ์ค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัว - หลังการผ่าตัดคนดังกล่าวไม่สามารถเรียกได้ว่ามองเห็นได้ พวกเขาเห็นที่ระดับสูงสุด 0.05 เช่น พวกเขาสามารถมองเห็นรูปทรงและกำหนดทิศทางการเคลื่อนไหวของเงา พวกเขาไม่สามารถแยกแยะสีได้เลย วัตถุสามารถแยกแยะได้โดยสิ่งที่จำได้จากชีวิตที่ "มองเห็น" ก่อนหน้านี้เท่านั้น ตัวอย่างเช่น: "ใช่ - นี่อาจเป็นกล้วย เนื่องจากบางสิ่งเป็นรูปครึ่งวงกลม” พวกเขาเห็นบางสิ่งกำลังเคลื่อนเข้ามาหาพวกเขา พวกเขาเดาได้ว่าเป็นบุคคล แต่พวกเขาไม่สามารถแยกแยะใบหน้าของเขาได้

2. ตาไบโอนิคมีประโยชน์กับโรคอะไรบ้าง?
ผู้ป่วยรายแรกคือคนไข้ที่เป็นโรคเรตินอักเสบ รงควัตถุ ซึ่งเป็นโรคที่มีการสูญเสียเซลล์รับแสงในระยะแรกและเส้นประสาทตาฝ่อรอง ในรัสเซียมีผู้ป่วยดังกล่าว 20-30,000 คนในเยอรมนี - เพียงไม่กี่พันคน

ลำดับถัดไปคือผู้ป่วยที่มีอาการจอประสาทตาเสื่อมตามภูมิศาสตร์ นี่เป็นพยาธิสภาพทางตาที่เกี่ยวข้องกับอายุที่พบบ่อยมาก
รายที่สามจะเป็นผู้ป่วยโรคต้อหิน โรคต้อหินยังไม่ได้รับการศึกษาเนื่องจากการฝ่อของเส้นประสาทตาในกรณีนี้เป็นหลักดังนั้นวิธีการถ่ายทอดจะต้องแตกต่างกัน - เลี่ยงเส้นประสาทตา

โรคเบาหวานเป็นปัญหาที่แก้ไขได้ยากที่สุด วิธีหนึ่งในการรักษาการเปลี่ยนแปลงของโรคเบาหวานบนเรตินาคือการแข็งตัวของเลเซอร์ทั่วทั้งพื้นผิว หลังจากขั้นตอนดังกล่าว ในทางเทคนิคแล้ว เป็นไปไม่ได้เลยที่จะยกเรตินาขึ้นเนื่องจากการแข็งตัวของเลเซอร์ - มันกลายเป็น "ตะแกรง" และหากไม่ทำด้วยเลเซอร์ สถานการณ์ก็ไม่ดีขึ้น โดยปกติแล้วดวงตาจะเสียหายมากจนการปลูกถ่ายไม่มีประโยชน์ในกรณีนี้

3. น่าเสียดายที่ต้นแบบของดวงตาไบโอนิคในปัจจุบันไม่อนุญาตให้ผู้คนมองเห็นโลกรอบตัวในแบบที่เราเห็น เป้าหมายของพวกเขาคือเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือ การใช้เทคโนโลยีนี้อย่างแพร่หลายยังคงอยู่ห่างไกล แต่นักวิทยาศาสตร์จะให้ความหวังแก่ผู้ที่สูญเสียการมองเห็น

โครงการปัจจุบันของ “BIONIC EYES”

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์จากประเทศต่างๆ ได้คิดค้นแนวคิดเกี่ยวกับดวงตาอิเล็กทรอนิกส์แบบไบโอนิค เทคโนโลยีมีการปรับปรุงทุกครั้ง แต่ยังไม่มีใครนำผลิตภัณฑ์ของตนออกสู่ตลาดเพื่อการใช้งานจำนวนมาก

1. ขาเทียมจอประสาทตาอาร์กัส

ขาเทียมจอประสาทตา Argus เป็นโครงการของอเมริกาที่ได้รับการจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ค่อนข้างดี แบบจำลองแรกได้รับการพัฒนาโดยทีมนักวิจัยในช่วงต้นทศวรรษ 1990: Mark Humayun จักษุแพทย์ที่เกิดในปากีสถาน (Mark Humayun โดยศาสตราจารย์ Secundo รู้จักเขาจากมหาวิทยาลัย Johns Hopkins - ในเวลานั้นเขาอาศัยอยู่ปี 2 วอลเตอร์เป็น นักศึกษา), Eugene Deian, วิศวกร Howard Phillips, วิศวกรชีวภาพ Wentai Liu และ Robert Greenberg รุ่นแรกซึ่งเปิดตัวในช่วงปลายทศวรรษ 1990 โดย Second Sight มีอิเล็กโทรดเพียง 16 อิเล็กโทรด

“การทดสอบภาคสนาม” ของรุ่นแรก จอประสาทตาไบโอนิคดำเนินการโดย Mark Hameyun ในผู้ป่วย 6 รายที่สูญเสียการมองเห็นเนื่องจากจอตาอักเสบ (retinitis pigmentosa) ระหว่างปี 2545 ถึง 2547 จอประสาทตาอักเสบรงควัตถุ - โรคที่รักษาไม่หายซึ่งบุคคลจะสูญเสียการมองเห็น มันเกิดขึ้นประมาณหนึ่งกรณีต่อทุกๆ สามพันห้าพันคน

ผู้ป่วยที่ได้รับการฝังดวงตาไบโอนิคแสดงให้เห็นความสามารถไม่เพียงแต่ในการแยกแยะแสงและการเคลื่อนไหวเท่านั้น แต่ยังระบุวัตถุที่มีขนาดเท่าแก้วน้ำชาหรือแม้แต่มีดอีกด้วย
อุปกรณ์ทดสอบได้รับการปรับปรุง - แทนที่จะใช้อิเล็กโทรดไวแสงสิบหกอิเล็กโทรด กลับมีการติดตั้งอิเล็กโทรดหกสิบอันและตั้งชื่อว่า Argus II ในปี พ.ศ. 2550 ได้มีการเปิดตัวการศึกษาแบบหลายศูนย์ในศูนย์ 10 แห่งใน 4 ประเทศในสหรัฐอเมริกาและยุโรป รวมผู้ป่วยทั้งหมด 30 ราย ในปี 2555 Argus II ได้รับอนุญาตให้ใช้เชิงพาณิชย์ในยุโรป หนึ่งปีต่อมาในปี 2556 - ในสหรัฐอเมริกา ไม่ได้รับอนุญาตในรัสเซีย

จนถึงทุกวันนี้งานวิจัยนี้ได้รับการอุดหนุน กองทุนของรัฐในสหรัฐอเมริกามีสามแห่ง ได้แก่ National Eye Institute, Department of Energy และ National Science Foundation รวมถึงห้องปฏิบัติการวิจัยอีกหลายแห่ง

นี่คือลักษณะของชิปบนพื้นผิวเรตินา

2. อุปกรณ์เทียมทางสายตาแบบไมโครซิสเต็ม (MIVP)

แบบจำลองกายอุปกรณ์ได้รับการออกแบบโดย Claude Veraart จากมหาวิทยาลัย Louvain ในรูปแบบของข้อมือเกลียวของขั้วไฟฟ้ารอบเส้นประสาทตาที่ด้านหลังของดวงตา โดยเชื่อมต่อกับเครื่องกระตุ้นที่ฝังอยู่ในโพรงเล็กๆ ในกะโหลกศีรษะ เครื่องกระตุ้นจะรับสัญญาณจากห้องภายนอกซึ่งแปลเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่กระตุ้นเส้นประสาทตาโดยตรง

โครงการ MIVP

3. กล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กแบบฝังได้

ในความเป็นจริง อุปกรณ์นี้ไม่สามารถเรียกว่า "จอประสาทตาเทียม" ได้ เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์นี้ฝังอยู่ในช่องหลังของตาและทำงานเหมือนแว่นขยาย โดยขยายภาพจอประสาทตา 2.2 หรือ 2.7 เท่า ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบของสโคโตมา ( จุดบอด) ในส่วนกลางของลานสายตา ฝังไว้ในตาข้างเดียวเนื่องจากการมีกล้องโทรทรรศน์แย่ลง การมองเห็นอุปกรณ์ต่อพ่วง. ตาที่สองทำงานบริเวณรอบนอก มันถูกฝังผ่านแผลขนาดใหญ่พอสมควรในกระจกตา

อย่างไรก็ตาม มีการนำหลักการที่คล้ายกันนี้ไปใช้กับเลนส์ตาเพิ่มเติมของ Chariot ฉันมีประสบการณ์มากที่สุดในการใส่เลนส์เหล่านี้ในรัสเซีย และคนไข้ก็พอใจกับผลลัพธ์ที่ได้ ในกรณีนี้ จะต้องสลายต้อกระจกด้วยสลายต้อกระจกในขั้นแรก แม้ว่านี่จะไม่ใช่ดวงตาไบโอนิค 100% ก็ตาม

เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในโพสต์ก่อนหน้า:

ระบบยืดไสลด์สำหรับช่องหลังของดวงตา

4. โครงการ Tübingen MPDA อัลฟ่า IMS

ในปี 1995 การพัฒนาขาเทียมจอประสาทตาใต้จอประสาทตาเริ่มต้นขึ้นที่ University Eye Clinic Tübingen ชิปที่มีไมโครโฟโตไดโอดถูกวางไว้ใต้เรตินา ซึ่งรับรู้แสงและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่กระตุ้นเซลล์ปมประสาท คล้ายกับกระบวนการทางธรรมชาติในตัวรับแสงของเรตินาที่ไม่เสียหาย

แน่นอนว่าเซลล์รับแสงมีความไวมากกว่าโฟโตไดโอดเทียมหลายเท่า ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการขยายสัญญาณแบบพิเศษ

การทดลองครั้งแรกกับหมูขนาดเล็กและกระต่ายเริ่มขึ้นในปี 2543 และมีเพียงในปี 2552 เท่านั้นที่ได้รับการปลูกถ่ายในผู้ป่วย 11 ราย โดยเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษานำร่องทางคลินิก ผลลัพธ์แรกน่ายินดี ผู้ป่วยส่วนใหญ่สามารถแยกแยะกลางวันจากกลางคืน บางคนสามารถจดจำวัตถุต่างๆ ได้ เช่น ถ้วย ช้อน หรือติดตามการเคลื่อนไหวของวัตถุขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม ชะตากรรมต่อไปของผู้ป่วยเหล่านี้เป็นเรื่องที่น่าเศร้า - ผู้เข้าร่วมการทดลองทั้งหมด แม้แต่ผู้ที่เห็นบางสิ่งบางอย่างตามข้อตกลงที่ลงนาม ก็ถูกเอา "ดวงตาไบโอนิค" ออกแล้วพวกเขาก็กลับสู่สภาพเดิม

ปัจจุบัน Alpha IMS ผลิตโดย Retina Implant AG Germany มีอิเล็กโทรด 1,500 อิเล็กโทรด ขนาด 3x3 มม. ความหนา 70 ไมครอน เมื่อวางไว้ใต้เรตินา จะช่วยให้ผู้ป่วยเกือบทั้งหมดสามารถฟื้นฟูการรับรู้แสงได้ในระดับหนึ่ง

ในทางเทคนิคนี้ การดำเนินการที่ซับซ้อนในเยอรมนีพวกเขาทำได้เพียงสามศูนย์เท่านั้น: อาเค่น, ทูบิงเกน และไลพ์ซิก ด้วยเหตุนี้ ศัลยแพทย์ของโรงเรียนที่เรียกว่าโคโลญจน์ ซึ่งเป็นนักเรียนของศาสตราจารย์ไฮเนอมันน์ ศัลยแพทย์ด้านจอประสาทตาจึงทำสิ่งนี้ได้ ซึ่งโชคไม่ดีที่เสียชีวิตจากโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวค่อนข้างเร็ว แต่นักเรียนของเขาทุกคนกลายเป็นหัวหน้าแผนกในทูบิงเกน ไลพ์ซิก และอาเค่น

นักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้แลกเปลี่ยนประสบการณ์ ดำเนินการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ร่วมกัน ศัลยแพทย์เหล่านี้ (ในอาเค่น - ศาสตราจารย์วอลเตอร์ (นี่คือนามสกุลของเขา) ในทูบิงเกน - ศาสตราจารย์บาร์ซ-ชมิทซ์) มีประสบการณ์มากที่สุดในการทำงานกับดวงตาไบโอนิค เพราะในกรณีนี้ 7 -8 -10 การปลูกถ่ายถือว่ามีประสบการณ์มาก

Alpha IMS บนอวัยวะ

5. การปลูกถ่ายจอประสาทตาของ Harvard/MIT

Joseph Rizzo และ John Wyatt จากแมสซาชูเซตส์เริ่มค้นคว้าความเป็นไปได้ในการสร้างจอประสาทตาเทียมในปี 1989 และดำเนินการทดลองกระตุ้นอาสาสมัครตาบอดระหว่างปี 1998 ถึง 2000 แนวคิดปัจจุบันคือการออกแบบเครื่องกระตุ้นระบบประสาทใต้จอประสาทตาแบบไร้สายที่มีการบุกรุกน้อยที่สุด ซึ่งประกอบด้วยมวลของอิเล็กโทรดที่วางอยู่ใต้เรตินาในช่องว่างใต้จอประสาทตา และรับสัญญาณภาพจากกล้องที่ติดตั้งอยู่บนแว่นตา ชิปกระตุ้นจะถอดรหัสข้อมูลภาพจากกล้องและกระตุ้นเซลล์ปมประสาทจอประสาทตาตามลำดับ อวัยวะเทียมรุ่นที่สองรวบรวมข้อมูลและส่งไปยังรากฟันเทียมผ่านสนามความถี่วิทยุจากขดลวดเครื่องส่งสัญญาณที่ติดตั้งอยู่บนแว่นตา ขดลวดตัวรับรองถูกเย็บรอบๆ ม่านตา

แบบจำลองการปลูกถ่ายจอประสาทตาของ MIT

6. จอประสาทตาซิลิคอนเทียม (ASR)

พี่น้อง Alan Chow และ Vincent Chow ได้พัฒนาไมโครชิปที่ประกอบด้วยโฟโตไดโอด 3,500 ตัวที่ตรวจจับแสงและแปลงเป็นแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่กระตุ้นเซลล์ปมประสาทจอประสาทตาที่แข็งแรง “จอประสาทตาซิลิโคนเทียม” ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ภายนอก ไมโครชิป ASR เป็นชิปซิลิคอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. (แนวคิดเดียวกับชิปคอมพิวเตอร์) มีความหนา 25 ไมครอน ประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดจิ๋วประมาณ 5,000 เซลล์ที่เรียกว่า "ไมโครโฟโตไดโอด" ซึ่งแต่ละเซลล์มีอิเล็กโทรดกระตุ้นของตัวเอง

วงจรเอเอสอาร์

7. ขาเทียมจอประสาทตาไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

Daniel Palanker และกลุ่มของเขาที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้พัฒนาระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์หรือที่เรียกว่า "ตาไบโอนิค" ระบบนี้ประกอบด้วยโฟโตไดโอดใต้จอประสาทตาและระบบฉายภาพอินฟราเรดที่ติดตั้งอยู่บนแว่นตาวิดีโอ

ข้อมูลจากกล้องวิดีโอจะได้รับการประมวลผลในอุปกรณ์และแสดงเป็นภาพวิดีโออินฟราเรดแบบพัลซ์ (850-915 นาโนเมตร) ภาพ IR จะถูกฉายลงบนเรตินาผ่านเลนส์ธรรมชาติของดวงตา และกระตุ้นโฟโตไดโอดในการปลูกถ่ายใต้จอประสาทตา ซึ่งแปลงแสงเป็นพัลซิ่งไบเฟสิก ไฟฟ้าในทุกพิกเซล

ความเข้มของสัญญาณสามารถเพิ่มขึ้นได้อีกโดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าโดยรวมที่ได้รับจากไดรฟ์ RF ของแหล่งจ่ายไฟแบบฝัง

ความคล้ายคลึงกันระหว่างอิเล็กโทรดและเซลล์ประสาทที่จำเป็นสำหรับการกระตุ้น ความละเอียดสูงสามารถทำได้โดยใช้เอฟเฟกต์การย้ายจอประสาทตา

โมเดลปาลังการ์

8. ไบโอนิค วิชั่น ออสเตรเลีย

ทีมงานชาวออสเตรเลียที่นำโดยศาสตราจารย์ Anthony Burkitt กำลังพัฒนาจอประสาทตาเทียมสองอัน

อุปกรณ์ Wide-View ผสมผสานเทคโนโลยีใหม่เข้ากับวัสดุที่ประสบความสำเร็จในการนำไปใช้ในการปลูกถ่ายทางคลินิกอื่นๆ วิธีการนี้ประกอบด้วยไมโครชิปที่มีอิเล็กโทรดกระตุ้น 98 ชิ้น และมีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงการเคลื่อนไหวของผู้ป่วย เพื่อช่วยให้พวกเขาเคลื่อนไหวได้อย่างปลอดภัยในสภาพแวดล้อมของพวกเขา วัสดุเสริมนี้จะถูกวางไว้ในช่องว่างเหนือคอรอยด์ การทดสอบผู้ป่วยครั้งแรกด้วยอุปกรณ์นี้เริ่มขึ้นในปี 2013

Bionic Vision Australia คือการปลูกถ่ายไมโครชิปที่มีอิเล็กโทรด 1,024 อิเล็กโทรด วัสดุเสริมนี้ถูกวางไว้ในช่องว่างเหนือคอรอยด์ ต้นแบบแต่ละชุดประกอบด้วยกล้องที่ติดอยู่กับแว่นตาซึ่งจะส่งสัญญาณไปยังไมโครชิปที่ฝังไว้ จากนั้นไมโครชิปจะถูกแปลงเป็นแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าเพื่อกระตุ้นเซลล์ประสาทที่ยังแข็งแรงอยู่ในเรตินา ข้อมูลนี้จะถูกส่งไปยังเส้นประสาทตาและศูนย์ประมวลผลการมองเห็นของสมอง

สภาวิจัยแห่งออสเตรเลียได้มอบทุนสนับสนุน Bionic Vision Australia เป็นจำนวนเงิน 42 ล้านดอลลาร์สหรัฐในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2552 และสมาคมดังกล่าวได้เปิดตัวอย่างเป็นทางการในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2553 Bionic Vision Australia รวบรวมทีมงานจากหลากหลายสาขาวิชา ซึ่งหลายคนมีประสบการณ์มากมายในการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น หูไบโอนิค

รุ่น Bionic Vision ออสเตรเลีย

ต้องขอบคุณนักวิจัยจากสถาบัน Bionics (เมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลีย) และบริษัท evok3d ซึ่งกำลังทำงานเกี่ยวกับ "ตาไบโอนิค" คนที่ทุกข์ทรมานจากความผิดปกติของเม็ดสีที่จอประสาทตาและความเสื่อมของโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับอายุ จะสามารถฟื้นฟูการมองเห็นได้ในที่สุด ขั้นตอนการฟื้นฟูต้องใช้ปมประสาทที่เหลือของผู้ป่วย เส้นประสาทตาที่แข็งแรง และเยื่อหุ้มสมองการมองเห็นที่แข็งแรง ในกรณีนี้บุคคลนั้นมีโอกาสที่จะมองเห็นได้อีกครั้ง

ในการสร้างต้นแบบของดวงตา รวมถึงแม่พิมพ์สำหรับหล่อดวงตา นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Bionics ได้ขอความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญจาก evok3d ซึ่งเป็นบริษัทที่เชี่ยวชาญด้านบริการ 3 มิติและการพิมพ์ ตาเทียม» ใช้เครื่องพิมพ์ 3D ProJet 1200

ใช้เวลาเพียงสี่ชั่วโมงในการพิมพ์ต้นแบบบน ProJet 1200 ซึ่งก่อนที่จะมีการพิมพ์ 3 มิติต้องใช้เวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือนในการผลิต นี่คือวิธีที่การพิมพ์ 3 มิติช่วยเร่งกระบวนการวิจัยและการผลิต

ระบบการมองเห็นไบโอนิคประกอบด้วยกล้องที่ส่งสัญญาณวิทยุไปยังไมโครชิปที่อยู่ด้านหลังดวงตา สัญญาณเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่กระตุ้นเซลล์ในเรตินาและเส้นประสาทตา จากนั้นจะถูกส่งไปยังบริเวณการมองเห็นของเปลือกสมองและแปลงเป็นภาพที่ผู้ป่วยมองเห็น

9. โดเบลล์อาย

การทำงานคล้ายคลึงกับอุปกรณ์ของ Harvard/MIT (6) ยกเว้นว่าชิปกระตุ้นจะถูกฝังโดยตรงในสมองในคอร์เทกซ์การมองเห็นปฐมภูมิ แทนที่จะฝังบนเรตินา ความรู้สึกครั้งแรกของการปลูกถ่ายก็ไม่เลวเลย ในขณะที่ยังอยู่ในการพัฒนา หลังจากการเสียชีวิตของ Dobel ก็มีการตัดสินใจที่จะเปลี่ยนโครงการนี้จากโครงการเชิงพาณิชย์ให้เป็นโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาล

โครงการตา Dobelle

10. อุปกรณ์เทียมทางสายตาภายในเปลือก

ห้องปฏิบัติการประสาทเทียมที่สถาบันเทคโนโลยีอิลลินอยส์ในชิคาโก กำลังพัฒนาอุปกรณ์เทียมด้านการมองเห็นโดยใช้อิเล็กโทรดในคอร์ติคัล โดยหลักการแล้ว เช่นเดียวกับระบบ Dobel การใช้อิเล็กโทรดในเปลือกช่วยเพิ่มความละเอียดเชิงพื้นที่ในสัญญาณกระตุ้นเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (อิเล็กโทรดเพิ่มเติมต่อหน่วยพื้นที่) นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาระบบโทรมาตรไร้สายเพื่อขจัดความจำเป็นในการใช้สายทรานส์กะโหลกศีรษะ (ในกะโหลกศีรษะ) อิเล็กโทรดที่เคลือบด้วยชั้นฟิล์มอิริเดียมออกไซด์ (AIROF) จะถูกฝังลงในคอร์เทกซ์การเห็นซึ่งอยู่ในกลีบท้ายทอยของสมอง หน่วยภายนอกจะจับภาพ ประมวลผล และสร้างคำแนะนำ ซึ่งจะถูกส่งไปยังโมดูลที่ฝังไว้ผ่านลิงก์โทรมาตร วงจรจะถอดรหัสคำสั่งและกระตุ้นอิเล็กโทรด ในทางกลับกันจะกระตุ้นเปลือกสมองส่วนการมองเห็น กลุ่มพัฒนาเซ็นเซอร์ ระบบภายนอกการจับและประมวลผลภาพเพื่อรองรับโมดูลฝังแบบพิเศษที่ติดตั้งอยู่ในระบบ ขณะนี้มีการศึกษาทางจิตฟิสิกส์ในสัตว์และมนุษย์เพื่อทดสอบความเป็นไปได้ในการปลูกถ่ายในอาสาสมัคร

ชิปบนพื้นหลังเหรียญ

ผลลัพธ์

ตอนนี้ทุกอย่างอยู่ในขั้นของการพัฒนาขั้นทุติยภูมิที่อาจไม่ใช่ขั้นปฐมภูมิซึ่งไม่มีการพูดถึงการแสวงหาประโยชน์จากมวลชนและการแก้ปัญหาทั้งหมดเลย มีการผ่าตัดน้อยเกินไป และไม่มีทางที่จะพูดถึงการผลิตจำนวนมากได้ ขณะนี้ทั้งหมดนี้ยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา

งานแรกเริ่มเมื่อ 20 กว่าปีที่แล้ว ในปี พ.ศ. 2543-2544 มีบางอย่างเกิดขึ้นกับหนู ตอนนี้เราได้รับผลลัพธ์แรกในมนุษย์แล้ว นั่นคือนี่คือความเร็ว

จนกว่าจะมีเรื่องร้ายแรงเกิดขึ้น อีกยี่สิบปีอาจผ่านไป เราอยู่ในช่วงเริ่มต้นมากซึ่งมีครั้งแรก ผลเชิงบวก- การรับรู้รูปทรง แสง และไม่ใช่สำหรับทุกคน - ยังไม่สามารถคาดเดาได้ว่าใครจะช่วยและใครจะไม่ช่วย
สามารถนับจำนวนศัลยแพทย์ที่ทำการทดลองเหล่านี้ได้ด้วยมือเดียว

การใส่อวัยวะเทียมหนึ่งชิ้นมีไว้เพื่อการโฆษณาเท่านั้น งานนี้ควรดำเนินการโดยผู้ที่มีความสามารถในการดำเนินการ 100-200 ครั้งต่อปีภายในกลุ่มโครงการเดียวเพื่อให้มวลวิกฤตปรากฏขึ้น แล้วคุณจะเข้าใจว่าในกรณีใดบ้างที่คุณสามารถคาดหวังผลได้ โปรแกรมดังกล่าวควรได้รับการอุดหนุนจากงบประมาณหรือกองทุนเฉพาะทาง

แม้ว่ายังไม่มีแบบจำลองที่สมบูรณ์แบบ แต่สิ่งที่มีอยู่ทั้งหมดจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในอนาคตตาอิเล็กทรอนิกส์สามารถเข้ามาแทนที่การทำงานของเซลล์จอประสาทตา และช่วยให้ผู้คนมีความสามารถในการมองเห็นด้วยโรคต่างๆ อย่างน้อยที่สุด เช่น เรตินอักเสบ รงควัตถุ ความเสื่อม จุดจอประสาทตา, ตาบอดในวัยชราและโรคต้อหิน

หากคุณมีความคิดของตัวเองว่าคุณสามารถใช้เทคโนโลยีเพื่อฟื้นฟูการมองเห็นให้กับผู้คนได้อย่างไร (แม้ว่าจะยังนำไปใช้ได้ยาก) เราขอเชิญคุณมาอภิปรายด้านล่าง

และเรื่องราวด้วยไบโอนิค คอนแทคเลนส์, ศักยภาพของการแก้ไขจีโนม, วิธีที่คุณได้ยินเสียงสีผ่านสิ่งที่ฝังอยู่ในสมอง - ในโพสต์ต่อไปนี้

เฉพาะผู้ใช้ที่ลงทะเบียนเท่านั้นที่สามารถเข้าร่วมการสำรวจได้ , โปรด.

เราสามารถพูดได้อย่างระมัดระวังว่าเรากำลังเห็นการปฏิวัติไบโอนิคที่กำลังเกิดขึ้น วิศวกรรมศาสตร์และการผ่าตัดทำให้ผู้คนฟื้นคืนความรู้สึกที่สูญเสียไป ตัวอย่างเช่น Lifehacker เขียนเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่สามารถชดเชยความรู้สึกสัมผัสของแขนขาที่ถูกตัดออกได้ เนื้อหาในวันนี้เน้นไปที่ความรู้สึกอีกอย่างหนึ่งของมนุษย์ นั่นก็คือ การมองเห็น เห็นได้ชัดว่าเราได้รับข้อมูลส่วนใหญ่ที่มาจากโลกรอบตัวเรา น่าเสียดายกับไลฟ์สไตล์ของมนุษย์สมัยใหม่และ โรคประจำตัวทำให้การมองเห็นของเราแย่ลง ในบางกรณี อวัยวะเทียมที่ทันสมัยเป็นพิเศษจะมาช่วยเหลือในกรณีที่ซับซ้อนมากขึ้น เราขอเชิญชวนให้คุณทำความคุ้นเคยกับการพัฒนาดวงตาไบโอนิคสองประการที่คล้ายกัน ซึ่งสามารถฟื้นฟูการมองเห็นได้บางส่วนในสถานการณ์ที่ดูเหมือนสิ้นหวัง

เรามาดูการพัฒนาที่ประสบความสำเร็จสูงสุดที่ได้รับการทดสอบกับผู้ป่วยจริงแล้ว

ระบบเทียมจอประสาทตา Argus II

เมื่อปลายเดือนมกราคม ศัลยแพทย์ชาวอเมริกันได้ทำการผ่าตัดปลูกถ่ายอวัยวะ จอประสาทตาเทียมดวงตาของคนไข้ retinitis pigmentosa มันเสื่อมลง โรคทางพันธุกรรมโดดเด่นด้วยการสูญเสียความไวแสงของเรตินาอย่างค่อยเป็นค่อยไป รากฟันเทียมเป็นแผ่นอิเล็กโทรด 60 แผ่นที่วางอยู่ในดวงตา แว่นตาอิเล็กทรอนิกส์แบบพิเศษมีกล้องวิดีโอที่จับภาพจากแว่นตา สัญญาณที่ได้รับจะถูกส่งในรูปแบบของชุดพัลส์ไปยังอิเล็กโทรดที่กระตุ้นสัญญาณที่เหลือ เส้นใยประสาทอดทน.

Argus II ไม่ได้ให้ภาพปกติของการมองเห็นปกติ แต่เครื่องกลับช่วยให้ผู้ป่วยมองเห็นแสงวาบซึ่งพวกเขาสามารถเรียนรู้ที่จะตีความเป็นรูปแบบการมองเห็นได้ กระบวนการฝึกอบรมใช้เวลาหนึ่งถึงสามเดือน แน่นอนว่าอวัยวะเทียมยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ แต่การพัฒนายังคงเป็นไปในทิศทางที่ถูกต้อง เมื่อเวลาผ่านไป นักวิทยาศาสตร์ตั้งใจที่จะปรับปรุงเทคโนโลยีของตน ค่าใช้จ่ายโดยไม่ต้องผ่าตัดคือ 150,000 เหรียญสหรัฐ

อัลฟ่า ไอเอ็มเอส

บางทีการพัฒนาที่น่าสนใจกว่าจากจิตใจชาวเยอรมัน หลักการก็คล้ายกัน ตาไบโอนิคจะควบคุมความเข้มของแสงโดยใช้อิเล็กโทรดที่ฝังอยู่ใต้เรตินาของผู้ป่วย ก่อนที่จะส่งไปยังไมโครชิปที่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณตรงไปยังสมอง ดังนั้นสมองจะประมวลผลข้อมูลจากดวงตาของมนุษย์ที่แข็งแรงซึ่งคุ้นเคย ส่งผลให้ผู้ป่วยเห็นภาพขาวดำ มีการติดตั้งตัวควบคุมความสว่างไว้ด้านหลังใบหู และระบบทั้งหมดทำงานแบบไร้สาย โดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่พกพา

ขาเทียมมีจำนวนอิเล็กโทรดมากกว่ามากเมื่อเทียบกับการออกแบบของอเมริกา 1,500 ต่อ 60 ดังนั้นจึงให้ภาพที่มีความละเอียดและชัดเจนยิ่งขึ้นมาก การใส่วัสดุเทียมไว้ด้านหลังเรตินายังช่วยให้ผู้ป่วยสามารถขยับดวงตาและศีรษะได้อย่างเป็นธรรมชาติมากขึ้น

ผู้ป่วยเก้ารายได้รับการติดตั้งขาเทียมแล้ว และการผ่าตัดแปดครั้งประสบความสำเร็จ ผลตอบรับจากผู้ทดสอบเป็นเรื่องที่น่ายินดี ผู้ป่วยสามารถแยกแยะการเคลื่อนไหวของปากในระยะใกล้ เช่น รอยยิ้ม แยกแยะได้ว่ามีแว่นตาอยู่บนใบหน้าของผู้ที่เดินผ่านไปมา และยังจดจำอุปกรณ์มีด โทรศัพท์ และสิ่งของเล็กๆ น้อยๆ ได้ ในช่วงการมองเห็นระยะไกล ผู้ป่วยสามารถมองเห็นเส้นขอบฟ้า บ้าน ต้นไม้ และแม่น้ำได้

กำลังดำเนินการทดสอบเพิ่มเติมในประเทศแถบยุโรป นักวิทยาศาสตร์กำลังทดสอบความมั่นคงและความปลอดภัยของรากฟันเทียมในระยะยาว นักวิจัยยังหวังที่จะพัฒนาเทคนิคการฝึกอบรมพิเศษเพื่อช่วยให้ผู้ป่วยปรับปรุงความสามารถในการจดจำวัตถุของตนเอง

เราหวังว่าเทคโนโลยีที่ประกาศไว้จะได้รับการยอมรับว่าปลอดภัยอย่างสมบูรณ์สำหรับการใช้งานในระยะยาว และราคาจะลดลงอย่างมาก