È possibile ripristinare un po ‘ ruvido parvenza di vista del cieco con retine artificiali. La nuova ricerca suggerisce che variando la lunghezza degli impulsi elettrici utilizzati per consentire un occhio a “vedere” potrebbe consentire molto più alta risoluzione della retina impianti, in modo che le persone cieche possono spostarsi meglio il loro ambiente con fiducia.
La retinite pigmentosa (RP) è una malattia ereditaria che attacca le cellule fotosensibili nella retina dell’occhio (fotorecettori). Come le cellule si deteriorano nel tempo, la persona che gradualmente diventa cieco. Impiantato retine artificiali, mentre lontano dal conferimento perfettamente restaurato visione, può aiutare i pazienti a rilevare il movimento, per esempio, o percepire gli oggetti di grandi dimensioni. Andrew Weitz, professore assistente di ricerca l’oftalmologia presso l’Università della California del Sud, e autore principale del nuovo studio, confronta la differenza di un miope persona che cerca di leggere un lontano insegna al neon con e senza occhiali.
La retina impianto usato in USC studio è stato un Argus ho la versione, soprannominato “l’occhio bionico.” (C’è una versione successiva, Argus II ed.) A differenza del EnChroma occhiali, progettato per correggere la cecità di colore, questi impianti possono ripristino parziale vista di coloro che sono completamente ciechi, anche se il colore risoluzione è abbastanza ruvida. “La maggior parte dei pazienti vedere giallognolo biancastro luce,” Weitz ha detto Gizmodo via e-mail.
La procedura di impianto prevede la posa di una piccola griglia di elettrodi sul paziente retina, con ogni elettrodo di essere simile a un pixel di un’immagine. Quando il paziente indossa una speciale paio di occhiali da sole dotato di una piccola telecamera, le immagini vengono inviati in modalità wireless alla matrice di stimolare elettricamente a seconda di celle corrispondono al modello dell’immagine. Per esempio, guardando la lettera E inviare impulsi elettrici a seconda di quale delle cellule della retina produrrebbe lo stesso E a forma di modello.
“Almeno è così che è stato progettato per lavorare”, ha detto Weitz. “Ma la capacità dell’array di elettrodi per stimolare schemi precisi di cellule della retina è povero, fino ad ora.” Lui e la sua USC colleghi hanno trovato che si potrebbe ottenere molto di più schemi precisi nelle cellule tramite la stimolazione elettrica utilizzando impulsi più lunghi. Hanno eseguito esperimenti su ratti e un soggetto umano, e hanno riferito i loro risultati in un articolo su Science Translational Medicine.
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I ratti non ottenere un vero e proprio lavoro di impianti. Al contrario, il loro retine sono state rimosse e trattate con Weitz la versione casalinga dello stesso tipo di array di elettrodi utilizzati nel Argus ho retina dell’impianto. “Osservando le retine in riscaldamento, ossigenato saline che imita la soluzione salina all’interno dell’occhio, è possibile mantenere retine vivo questo modo, per molte ore”, ha spiegato.
Weitz ha testato la retina di entrambi regolari ratti, topi e incrociò quello di sviluppare una forma genetica di cecità simili a RP in esseri umani.
Prima ha iniettato un virus in un occhio, <rabbrividire>, l’impianto di un gene che codifica per una proteina che rende le cellule si illuminano quando sono zapped con una corrente elettrica. Ci sono voluti un paio di settimane prima che la proteina attivamente espresso, al punto che la retina è stato rimosso e collocato su una matrice sotto un microscopio.
Quindi Weitz zapped la retina con impulsi elettrici di diversa durata, per vedere come le cellule hanno risposto allo stimolo. I risultati: gli impulsi di lunga durata prodotte concentra molto di più punti luce rispetto ai tempi di impulsi, correlando ad alta risoluzione e (infine) la migliore visione artificiale.
I ratti sono una cosa, ottenere questo lavoro di esseri umani è un altro. Così Weitz eseguito un esperimento simile su un soggetto umano che ha avuto l’Argus impianto, il collaudo, la risposta a breve e a lungo impulsi. Questo è certamente la più piccola dimensione del campione (N = 1), ma l’Argus II hardware non permette per un tempo sufficientemente lungo a impulsi, rendendo impossibile l’uso di tali soggetti, proprio ora. Dal Argus io è una vecchia tecnologia, la disponibilità di soggetti sono stati piuttosto rari.
“Certamente c’è una possibilità che le differenze individuali tra gli esseri umani, dal momento che i pazienti hanno diverse forme di RP in diverse fasi della malattia,” Weitz ha detto. Ma lui pensa ancora alla ricerca di base — a breve e a lungo impulsi di stimolare i diversi tipi di cellule della retina terrà in molti soggetti umani.
Ora Weitz è che sta cercando di modificare l’hardware per l’Argus II impianto così in grado di gestire più impulsi elettrici, con un occhio verso il test su più soggetti umani. E lo sarà anche alla ricerca in materiali alternativi per l’array di elettrodi, poiché gli impulsi più lunghi offrire più carica elettrica per gli occhi, che può o non può essere sicuro, a seconda del paziente. Se tutto va bene, i pazienti con retine artificiali sarà in grado di vedere la luce ancora più chiaramente.
Riferimento:
Weitz, Andrew et al. (2015) “Migliorare la risoluzione spaziale di epiretinal impianti, aumentando la durata dell’impulso di stimolazione,” Science Translational Medicine 7(318): 318ra203.
Immagini: (in alto), le Cellule in una retina di ratto attivato da impulsi elettrici. A. Weitz et al./Gazzetta di Neurofisiologia (aprile 2013). (in basso) di Brevi impulsi di corrente vs impulsi lunghi in una retina di ratto. A. Weitz et al.