Es ist möglich wiederherzustellen einige grobe Anschein der Blick in die blind mit künstlichen Netzhaut. Neue Forschung schlägt vor, dass die Variation der Länge der elektrischen Impulse verwendet zu lassen, auf einem Auge blind “sehen” ermöglichen könnten viel höher auflösenden Retina-Implantate, so dass blinde Menschen können besser navigieren Sie Ihre Umwelt mit Vertrauen.
Retinitis pigmentosa (RP) ist eine erbliche Krankheit, die Angriffe der lichtempfindlichen Zellen in der Netzhaut (Photorezeptoren). Da diese Zellen im Laufe der Zeit verschlechtern, die person, die allmählich erblindet. Implantierte künstliche Augenlinsen, während weit von der Verleihung perfekt restauriert vision, kann helfen, Patienten zu erkennen, Bewegung, zum Beispiel, oder das Gefühl haben große Objekte. Andrew Weitz, assistant professor für Forschung Augenheilkunde an der Universität von Süd-Kalifornien, und Erstautor der neuen Studie vergleicht ist der Unterschied zu einem kurzsichtigen person zu Lesen versucht, eine Ferne Leuchtreklame mit und ohne Ihre Brille.
Das Retina-Implantat verwendet, in der USC-Studie wurde ein Argus I-version, genannt “der bionische Auge.” (Es gibt eine neuere version, Argus II, als auch.) Im Gegensatz zu den EnChroma Gläser, entworfen, um die richtige Farbe Blindheit, diese Implantate wiederherstellen können teilweise Blick auf diejenigen, die völlig blind, obwohl die Farbe Auflösung ist ziemlich rau. “Die meisten Patienten sehen gelblich-weißliche Licht”, Weitz sagte Gizmodo per E-Mail.
Das Implantat Verfahren beinhaltet die Verlegung einer kleinen raster von Elektroden, die auf die Netzhaut des Patienten, wobei jede Elektrode verwandt, um ein pixel in einem Bild. Wenn der patient zieht eine spezielle Sonnenbrille ausgestattet mit einer kleinen Kamera, die Bilder gesendet werden drahtlos an die Reihe, elektrisch stimuliert welche Zellen entsprechen dem Muster des Bildes. Zum Beispiel auf der Suche auf den Buchstaben E würde senden elektrische Impulse an welcher retinalen Zellen produzieren würde, die gleiche E-förmigen Muster.
“Mindestens das ist, wie es beabsichtigt war, um zu arbeiten”, sagte Weitz. “Aber die Möglichkeit der Anordnung von Elektroden stimulieren genaue Muster der Zellen in der Netzhaut arm war — bis jetzt.” Er und seine USC Kollegen fanden heraus, dass Sie bekommen konnte viel mehr präzise Muster in den Zellen durch elektrische stimulation durch die Verwendung längerer Impulse. Sie führten Experimente auf beiden Ratten und ein menschliches Subjekt, und Ihre Ergebnisse in einem Artikel in Science Translational Medicine.
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Die Ratten nicht bekommen eigentlichen Implantate. Statt, deren Netzhaut entfernt wurden und stimuliert mit Weitz hausgemachte version von der gleichen Art von Elektroden-array verwendet, in der Argus ich Netzhaut-Implantat. “, Indem wir die Netzhäute in Heizungs -, Sauerstoff-Kochsalzlösung, die imitiert die saline im inneren des Auges, können Sie halten Netzhaut lebendig diese Weise für viele Stunden”, erklärte er.
Weitz getestet die Netzhaut sowohl normale Ratten und Ratten gekreuzt zu entwickeln, die eine genetische form der Blindheit ähnlich RP in den Menschen.
Zuerst hat er injiziert ein virus in das Auge <Schauder> Einpflanzen eines gen kodiert für ein protein, das macht die Zellen Leuchten, wenn Sie gezappt mit elektrischem Strom. Es dauerte ein paar Wochen, bevor das protein wurde aktiv ausgedrückt, an welcher Stelle der Netzhaut entfernt wurde und auf das array unter einem Mikroskop.
Dann Weitz gezappt der Netzhaut mit elektrischen Impulsen unterschiedlicher Dauer, um zu sehen, wie sich die Zellen reagiert auf den Reiz. Die Ergebnisse: Impulse von längerer Dauer produziert viel mehr konzentriert Flecken von Licht im Vergleich zu kürzeren Pulsen, korrelieren hohe Auflösung und (letztlich) besser artificial vision.
Ratten sind eine Sache, das funktioniert bei Menschen ist eine andere. So Weitz durchgeführt, die ein ähnliches experiment auf eine menschliche Subjekt, hatte die Argus ich Implantat, Prüfung der Antwort auf die short-und long-Pulse. Dies ist zwar die kleinste mögliche Stichprobengröße (N = 1), aber die Argus-II-hardware wird nicht zulassen, dass für hinreichend lange Impulse, machen es unmöglich, auf diese Themen jetzt. Seit Argus ich ist eine ältere Technologie, die verfügbaren Themen waren ziemlich selten.
“Es ist sicherlich eine Möglichkeit der individuellen Unterschiede zwischen den Menschen, da die Patienten haben unterschiedliche Formen der RP in verschiedenen Stadien der Krankheit,” Weitz sagte. Aber er glaubt immer noch, dass die grundlegenden Erkenntnis — kurze und lange Impulse stimulieren verschiedene Arten von Zellen in der Netzhaut — halten in vielen menschlichen Probanden.
Jetzt Weitz sucht zum ändern der hardware für das Argus II Implantat so kann es länger elektrische Impulse, mit einem Auge in Richtung der Durchführung von tests bei menschlichen Probanden. Er wird auch auf der Suche nach alternativen Materialien für die Elektroden-arrays, da die mehr Impulse liefern mehr elektrische Ladung, die Augen, die möglicherweise oder möglicherweise nicht sicher sein, je nach patient. Wenn alles gut geht, Patienten mit künstlichen Netzhaut wird in der Lage sein zu sehen, dass das Licht noch deutlich mehr.
Referenz:
Weitz, Andrew et al. (2015) “Verbesserung der räumlichen Auflösung von Epiretinale Implantate durch die Erhöhung Reiz-Impuls-Dauer,” Science Translational Medicine 7(318): 318ra203.
Bilder: (oben) Zellen in eine Ratte Netzhaut aktiviert durch elektrische Impulse. A. Weitz et al./Journal of Neurophysiology (April 2013). (unten) Kurze Stromimpulse vs lange Impulse in eine Ratte Netzhaut. A. Weitz et al.