Американські біотехнологи створили прототип штучної сітківки ока, яка не вимагає системи живлення і працює на енергії інфрачервоного випромінювання. Про це йдеться в статті, опублікованій в журналі Nature Photonics.

На сьогодні вчені в усьому світі розробляють кілька видів імплантатів, в теорії здатних повернути зір, втрачений в результаті дегенеративних хвороб або подій. В одних випадках біологи експериментують зі стовбуровими клітинами або окремими клітинами сітківки, в інших – фізики і біотехнологи намагаються пристосувати різні електронні прилади до роботи з мозком людини і тварин. Але досі в жодному дослідженні не було досягнуто суттєвих успіхів.

Група вчених під керівництвом Джеймса Лаудіна зі Стенфордського університету (США) розробила новий тип електронної сітківки ока, яка придатна для отримання зображення високої чіткості і не вимагає зовнішнього джерела живлення – основної перешкоди на шляху розвитку подібних технологій.

"Наш винахід працює приблизно так само, як сонячні батареї на даху будинку, перетворюючи світло в електричні імпульси. Однак у нашому випадку електрика живить не "холодильник", а направляється в сітківку як сигнал", - пояснив один з учасників групи Деніел Паланкер.

Штучна сітківка ока Лаудіна і його колег представляє собою набір з безлічі мікроскопічних одиничних кремнієвих пластинок, які об'єднують в собі світлочутливий елемент, генератор електрики, а також деякі інші елементи.

Для роботи цієї сітківки необхідні спеціальні окуляри з вбудованою відеокамерою і кишеньковий комп'ютер, що обробляє зображення.

Цей пристрій працює таким чином: камера в окулярах безперервно перетворює світло в порції електронних імпульсів. Кожен "кадр" обробляється на комп'ютері, ділиться на дві половинки - для правого і лівого ока і передається в інфрачервоні випромінювачі на зворотному боці лінз очок.

Окуляри випускають короткі імпульси інфрачервоного випромінювання, яке активує фотодатчики на сітківці ока і змушує їх передавати електричні імпульси, що кодують картинку, в оптичні нейрони.

"Сучасні імплантати дуже громіздкі, і операції зі вставки всіх необхідних компонентів в око неймовірно складні. В нашому випадку хірург повинен зробити лише один невеликий надріз на сітківці і занурити під неї фоточутливий компонент пристрої", - продовжив Паланкер.

Зі слів вчених, використання інфрачервоного світла для передачі інформації володіє двома ключовими перевагами. По-перше, воно дає змогу нарощувати потужність імпульсу до дуже високих значень, не викликаючи біль в живих клітинах сітківки, так як світлочутливі клітини не реагують на інфрачервоне випромінювання.

По-друге, висока потужність випромінювання покращує чіткість зображення в тих випадках, коли нейрони під сітківкою сильно пошкоджені або слабо реагують на електричні імпульси.

Вчені перевірили роботу свого винаходу на сітківці ока і нервової тканини, взятих у зрячих і в сліпих пацюків. В цьому експерименті вони прикріплювали фотоелементи до невеликих шматочках сітківки, підключали електроди до прилеглих до неї нейронам і стежили, починають вони випускати імпульси при опроміненні видимим і інфрачервоним світлом.

Як стверджують Лаудін і його колеги, перевірка електронної сітківки завершилася вдало - нейрони, підключені до шматочків сітківки і зрячих, і сліпих пацюків, реагували на опромінення фотоелементів інфрачервоним випромінюванням.

Надалі, дослідники планують продовжити досліди на живих гризунах, а в перспективі вони спробують повернути зір декільком добровольцям після отримання відповідних дозволів і збільшення фінансування.

Джерело: rian.ru
Категорії: инші світи / наука

версія для друку

Рекомендовано до перегляду: