Време вам није пријатељ тела. Године ће вам одузети боју ваше косе, пригушити оштрину ваших зглобова, избрисати еластичност ваше коже. Међу овим многим старостима, међу најгорим је потенцијални губитак вида.
Водећи узрок губитка вида у вези са старењем је дегенерација макуле - болест која полако изједа код централног вида, остављајући замагљену или тамну рупу у средини вашег видног поља. Национални институти за здравство процењују да ће до 2020. године скоро три милиона Американаца старијих од 40 година патити од неке фазе болести. Али губитак вида није ограничен на старије особе. Ретинитис пигментоса, генетски наслеђена болест, такође погађа око једног од 4.000 људи у Сједињеним Државама - и младих и старих.
Болести циљају фоторецепторе, а то су ћелије у облику штапа и конуса на задњем делу ока. Ове ћелије претварају светлост у електрични сигнал који путује до мозга путем оптичког нерва. Макуларна дегенерација и ретинитис пигментоса разбијају ове фоторецепторе. У најнапреднијим облицима болести многи задаци постају готово немогући без помоћи: читање текста, гледање телевизије, вожња аутомобила, чак и идентификација лица.
Иако су утицаји тешки, нису изгубљене све наде. Остатак неурона мрежнице и ћелије које преносе електричне сигнале често се остављају нетакнути. То значи да ако научници могу да поставе уређај који у основи може да имитира функцију штапова и конуса, тело и даље може да обрађује настале сигнале.
Истраживачи и програмери широм света покушавају управо то. Тим на Станфорду користи мало и глатко решење: ситни фотодиодни имплантати, део ширине длаке преко, који се убацују испод оштећеног дела мрежнице.
„Дјелује попут соларних панела на вашем крову, претварајући свјетлост у електричну струју“, каже Даниел Паланкер, професор офталмологије на Универзитету Станфорд, у саопћењу за јавност о раду. "Али уместо струје која тече до вашег фрижидера, она се улива у вашу мрежницу."
ПРИМА се састоји од имплантата мрежнице, пар наочара са видео камером и џепног рачунара. (Даниел Паланкер Лаб) Под називом „ПРИМА“ (фотонапонски ретинал ИМплАнт), панели за минуту су упарени са сетом наочала које у средини имају уграђену видео камеру. Камера слика околину и бежично преноси слике на џепни рачунар на обраду. Затим наочаре обрађују обрађене слике у очи у облику импулса близу инфрацрвеног светла.
Ситни низ имплантата „силуне“ на силицијумском панелу - сваки отприлике 40 и 55 микрона у последњој ПРИМА-иној итерацији - узима ИР светло и претвара га у електрични сигнал, који се шаље кроз телесну природну мрежу неурона и претвара у слика у мозгу.
Да би тестирали уређај, тим је имплантирао сићушне ПРИМА плоче пацовима, а затим их изложио бљесковима светлости, мерећи њихов одзив помоћу електрода имплантираних преко визуелног кортекса - дела мозга који обрађује слике. Користећи имплантате од 70 микрона који су тада развили, истраживачи су открили да су пацови имали око 20/250 вида - мало више од легалног слепила у САД-у, што је визија 20/200. То значи да човек на 20-ак метара може видети шта човек са савршеним видом може видети 250-ак стопа, чинећи већину свог окружења мутним.
"Ова мерења са 70 микронских пиксела потврдила су нашу наду да је протетска видна оштрина ограничена нагибом пиксела [или растојањем од центра једног пиксела до средишта следећег пиксела]. То значи да то можемо побољшати чинећи пикселе мањим, "Пише Паланкер путем е-поште. Већ су развили пикселе величине три четвртине. "Сада радимо на још мањим пикселима", пише он.
ПРИМА, наравно, није једини тим који постиже овај циљ. Уређај назван Аргус ИИ из Сецонд Сигхт-а, са седиштем у Калифорнији, већ га је пласирао на тржиште у САД-у. Одобрено од фебруара 2013. од стране Управе за храну и лекове за пацијенте са тешким пигментозом ретинитиса, основна поставка је слична ПРИМА. Али уместо соларног панела, имплантат је мрежа електрода која је причвршћена на кућиште електронике величине грашка и унутрашње антене. Камера у наочалама прави слику коју мали рачунар обрађује, а затим бежично преноси на имплантат, који ствара електричне сигнале да би створио слику.
Али постоји неколико недостатака овог система. Електроника имплантата је гломазна и антене могу доживети сметње у кућним апаратима или другим уређајима који зависе од антена, као што су мобилни телефони. Уређај такође има ограничену резолуцију, враћајући вид на око 20 / 1, 260 без додатне обраде слике. Због ове ограничене резолуције, ФДА је одобрила његову употребу само код пацијената који су готово потпуно слепи.
"ФДА не жели рискирати оштећење вида на оку које већ има, јер је количина визуелне обнове минимална", каже Виллиам Фрееман, директор Јацобс Ретина центра на калифорнијском универзитету Сан Диего . "Можете добити мало, али није много."
Много више технологија је такође у фази израде. Немачка компанија Ретинал Имплант АГ користи дигитални чип, сличан ономе који се налази у камери. Али прелиминарни тестови за технологију код људи су мешани. Фрееман је део друге компаније, Нановисион, која користи нановире импланте једва веће од таласне дужине светлости. Иако дјелују слично као ПРИМА фотодиоди, Фрееман каже да имају потенцијал да буду осјетљивији на свјетлост и могу помоћи будућим пацијентима да виде на сивој скали - а не само црно-бијелу. Ова технологија је још увек у покусима на животињама ради процене њене ефикасности.
"[За] све ове технологије постоје ограничења која су интринзична", каже Граце Л. Схен, директорица програма за ретиналне болести Националног института за очи. Иако није директно укључена у истраживање протеза, Схен служи као службеник програма за један од грантова који подржавају Паланкеров рад.
ПРИМА се бави неким од граница електронских решења као што је Сецонд Сигхт. Иако су слике које производи и даље црно-беле, ПРИМА обећава већу резолуцију без потребе за жицама или антеном. Пошто су имплантати модуларни, могу се поплочати тако да одговарају сваком појединачном пацијенту. "Можете да ставите онолико колико вам је потребно да покријете велико визуелно поље", каже Паланкер.
Прима је такође лакши за имплантацију. Одјељак мрежнице одваја се убризгавањем течности. Затим се шупља игла оптерећена соларним плочама користи у основи за постављање панела у око.
Али као и код свих операција ока, постоје и ризици, објашњава Јацкуе Дунцан, офталмолог са Универзитета у Калифорнији, Сан Францисцо, који није био укључен у посао. За суб-ретиналну операцију коју захтева ПРИМА, ти ризици укључују одвајање мрежнице, крварење и ожиљке. Постоји и могућност да ако уређај није правилно постављен може оштетити заостали вид.
Поред тога, Дунцаново прихватање новог уређаја је позитивно. "Мислим да је ово узбудљив развој", каже она. "ПРИМА приступ има пуно потенцијала за пружање оштрине вида који би могао бити упоредив или чак бољи од тренутно одобреног Сецонд Сигхт АРГУС ИИ уређаја."
Како је Антхони Андреотолла, пацијент са имплантатом Аргус ИИ, рекао ЦБС-у почетком ове године, његова визија је сигурно ограничена: "Могу да кажем разлику између аутомобила, аутобуса или камиона. Не могу вам рећи шта чине аутомобил је. " Али изгледи за даљи напредак дају пацијентима - укључујући Андреотолла, који болује од пигментозе ретинитиса и изгубио је вид до 30-их година - наду у будућност.
ПРИМА још увек чека дуг пут пре него што је спремна за тржиште. Тим се удружио са Пикиум Висион оф Франце и заједно раде на комерцијализацији. Паланкер и његови ко-изумитељи имају два патента у вези са технологијом. Следећи корак су људска испитивања, од којих је прва управо одобрена од стране француске регулаторне агенције. Испитивања ће почети мали, само пет пацијената који ће се проучавати током 36 месеци. "Желимо да видимо који су прагови и хируршка питања", каже Паланкер.
Ови тестови послужиће као доказно средство за уређај, каже Схен. "Док га стварно не тестирају на људима, нисмо могли бити сигурни у какве су користи."
Слика десно приказује низ ширина 1 мм имплантираног субретинално у око пацова. СЕМ слика показује веће увећање низа са 70ум пиксела постављеним на ретинални пигментни епител у свињском оку. Уметак у боји са леве стране приказује један пиксел у шестерокутном пољу. (Даниел Паланкер Лаб) Тренутно, објашњава Шен, визуелна јасноћа коју уређаји дају није оно што она сматра "смисленим визуелним сликама". То се може постићи само бољим разумевањем неуронских путева. "Ако имате гомилу жица, то не прави радио", каже она. "Морате да исправите ожичење."
Исто је и са визијом; то није плуг-анд-плаи систем. Мапирањем читавог неуронског пута, тек тада се истраживачи могу надати да ће створити оштрије слике користећи протетске уређаје, можда чак и слике у боји.
Паланкер се слаже. "Правилна употреба преосталог склопа мрежнице за генерисање мрежнице што је више могуће природна требала би помоћи побољшању протетског вида", пише у е-поруци.
Постоје и болести вида код којих многа од ових решења неће успети, каже Фрееман. Губитак вида због глаукома је један пример. "Унутрашње ћелије мрежнице су мртве, тако да све што стимулишете нема везе са мозгом", каже он.
Десеци истраживача из свих области су на овом случају, померајући границе онога што знамо да је могуће - инжењера, научника о материјалима, биолога и других. Иако може проћи неко вријеме, вјероватно је да ће доћи још тога. Баш као и код наших мобилних телефона и камера, каже Схен, системи постају бржи, ефикаснији и мањи током последњих неколико деценија. "Надам се да још нисмо достигли наш лимит", додаје она.
Кључно је, каже Фрееман, да управља очекивањима. С једне стране, истраживачи покушавају да људима не дају лажне наде. "С друге стране, не желите људима да говорите да је ово безнадежна ствар", каже он. "Покушавамо и мислим да ће један или више тих приступа успети."
