211service.com
Blinde patiënten testen bionische ooghersenimplantaten
Tweede blik
De maker van 's werelds eerste commerciële kunstmatige netvlies, dat gedeeltelijk zicht biedt aan mensen met een bepaalde vorm van blindheid, lanceert een klinische proef voor een hersenimplantaat dat is ontworpen om het gezichtsvermogen van meer patiënten te herstellen.
Het bedrijf Second Sight test of een reeks elektroden die op het oppervlak van de hersenen zijn geplaatst, beperkt zicht kan teruggeven aan mensen die gedeeltelijk of volledig blind zijn geworden. Al tientallen jaren proberen wetenschappers hersenimplantaten te ontwikkelen om blinden het gezichtsvermogen terug te geven, maar ze hebben beperkt succes gehad. Als het Second Sight-apparaat werkt, kan het wereldwijd miljoenen blinde patiënten helpen, inclusief degenen die een of beide ogen hebben verloren.
Het apparaat, de Orion genaamd, is een aangepaste versie van het huidige Argus II-bionische oog van het bedrijf, dat een bril omvat die is uitgerust met een camera en een externe processor. De Amerikaanse Food and Drug Administration heeft het bedrijf een voorwaardelijke goedkeuring verleend voor een kleine studie met vijf patiënten op twee locaties, Baylor College of Medicine en de University of California, Los Angeles. Second Sight moet het apparaat nog verder testen en bepaalde vragen beantwoorden voordat de proef kan beginnen, maar hoopt in oktober te kunnen beginnen met het inschrijven van patiënten en de eerste implantatie tegen het einde van het jaar.
Second Sight kreeg in 2011 voor het eerst goedkeuring in Europa voor de Argus II, gevolgd door een FDA-goedkeuring in 2013 (zie Bionic Eye-implantaat goedgekeurd voor Amerikaanse patiënten). In Europa zijn sindsdien nog twee retinale protheses goedgekeurd: een wordt op de markt gebracht door het Franse bedrijf Pixium Vision en een ander door het Duitse bedrijf Retina Implant.
Ook bekend als een bionisch oog, zijn alle drie de apparaten bedoeld om het gezichtsvermogen terug te brengen bij patiënten met een genetische oogaandoening die retinitis pigmentosa wordt genoemd. De ziekte veroorzaakt geleidelijk verlies van het gezichtsvermogen wanneer lichtgevoelige cellen, fotoreceptoren genaamd, afbreken in het netvlies - het weefselmembraan dat de achterkant van het oog bedekt. Naar schatting 1,5 miljoen mensen wereldwijd, waaronder ongeveer 100.000 mensen in de VS, hebben retinitis pigmentosa. Dat is volgens de Wereldgezondheidsorganisatie een klein percentage van de 39 miljoen mensen wereldwijd die blind zijn.
Een weergave van het Orion-apparaat van Second Sight, een hersenimplantaat dat de meeste technologie van het bestaande apparaat van het bedrijf, de Argus II, gebruikt.
Maar Robert Greenberg, de bestuursvoorzitter van Second Sight, zegt dat het bedrijf slechts ongeveer 250 van de Argus II-apparaten heeft verkocht, een aantal dat lager is dan hij had verwacht. Het apparaat kost ongeveer $ 150.000 en herstelt het minimale zicht. Slechts 15 centra in de VS bieden de technologie aan, en met concurrentie in het buitenland hoopt Second Sight dat zijn nieuwe hersenimplantaat door veel meer mensen kan worden gebruikt.
De Argus II van Second Sight maakt gebruik van een camera die op een bril is gemonteerd om beelden vast te leggen. De beelden worden naar een kleine, door de patiënt gedragen processor gestuurd, die met speciale software de beelden omzet in een reeks instructies die naar de geïmplanteerde chip nabij het netvlies worden gestuurd. Die instructies worden vervolgens verzonden als een reeks elektrische pulsen naar een reeks elektroden, ook geïmplanteerd rond het oog.
Mensen met retinitis pigmentosa kunnen profiteren van het apparaat omdat de ziekte alleen gespecialiseerde fotoreceptoren vernietigt terwijl de resterende cellen van het netvlies intact blijven. Deze retinale cellen zijn in staat om de visuele informatie langs de oogzenuw naar de hersenen te verzenden, waardoor lichtpatronen in het gezichtsveld van een patiënt worden geproduceerd.
Het nieuwe apparaat, de Orion, leent ongeveer 90 procent van zijn technologie van de Argus II, maar gaat voorbij aan het oog. In plaats daarvan wordt een reeks elektroden op het oppervlak van de visuele cortex geplaatst, het deel van de hersenen dat visuele informatie verwerkt. Het afgeven van elektrische pulsen hier zou de hersenen moeten vertellen om lichtpatronen waar te nemen.
Bij sommige vormen van blindheid is de oogzenuw beschadigd, dus je moet stroomafwaarts gaan. Met de Orion vervangen we in wezen het oog en de oogzenuw volledig, zegt Greenberg. Met deze aanpak kan iedereen die zicht had maar het door bijna welke oorzaak dan ook heeft verloren, mogelijk worden geholpen door de Orion-technologie.
Second Sight schat dat ongeveer 400.000 retinitis pigmentosa-patiënten wereldwijd in aanmerking komen voor het huidige apparaat, maar ongeveer 6 miljoen mensen die blind zijn vanwege andere oorzaken, zoals kanker, diabetische retinopathie, glaucoom of trauma, zouden hypothetisch de Orion kunnen gebruiken.
Greenberg hoopt dat de aanpak dezelfde mate van gezichtsvermogen zal herstellen als de Argus II, mogelijk iets meer. Toch hebben mensen met bionische ogen een beperkt gezichtsvermogen. Ze kunnen licht van donker onderscheiden en de contouren van objecten in hun zicht herkennen, maar ze kunnen geen kleur zien. Ook de ervaringen van patiënten variëren. Sommigen kunnen kleine letters lezen, anderen niet.
Een groot nadeel is dat het apparaat een meer invasieve operatie vereist dan de Argus II. Een klein deel van de schedel moet worden verwijderd om het gebied van de hersenen bloot te leggen waar de reeks elektroden is geplaatst. Omdat elektrische hersenimplantaten risico's met zich meebrengen, zoals infectie of toevallen, zal de eerste klinische proef klein zijn en zal het bedrijf beginnen met het testen van het implantaat bij patiënten die volledig blind zijn.
Vorig jaar probeerde Second Sight deze aanpak uit door een kant-en-klaar neurostimulatorapparaat voor epilepsie te implanteren in de hersenen van een 30-jarige patiënt die al acht jaar bijna blind was. De patiënt was in staat om lichtvlekken te zien zonder significante nadelige bijwerkingen.
Onderzoekers van het Illinois Institute of Technology in Chicago en de Monash University in Australië werken aan soortgelijke kunstmatige netvliezen die rechtstreeks in verbinding staan met de hersenen.
Martha Vlaanderen, directeur van het Central Visual Processing Program van het National Eye Institute, zegt dat een hersenimplantaat moeilijker zal zijn om goed te krijgen dan een netvliesimplantaat, omdat de visuele cortex van de hersenen zoveel gecompliceerder is dan het oog. Vlaanderen zegt dat wetenschappers nog in de begindagen zijn om te begrijpen hoe de hersenen beelden verwerken om visie te produceren en hoe neuronen informatie uit de visuele cortex halen.
Als we erachter zouden komen hoe we visuele informatie kunnen verwerken en filteren om de elektroden correct te stimuleren, zouden we uiteindelijk het soort beeld kunnen verbeteren dat iemand kan waarnemen, zegt ze.
Vlaanderen zegt dat de Second Sight-test een goede eerste stap is, maar het zal niet zijn alsof je je oma ziet.
Vanwege de complexiteit van de hersenen, zegt Mark Humayun, hoogleraar oogheelkunde en biomedische technologie aan de Universiteit van Zuid-Californië die 25 jaar heeft gewerkt aan de ontwikkeling van de Argus II, dat Second Sight nieuwe software en algoritmen moet ontwikkelen om de visuele informatie om te zetten in de camera pikt op en verandert in elektrische pulsen.
Om zijn nieuwe apparaat goedgekeurd te krijgen door regelgevers, zegt Humayun dat Second Sight moet aantonen dat de wijzigingen die het heeft aangebracht de extra veiligheidsrisico's waard zijn die gepaard gaan met een meer invasief apparaat.