211service.com
Retina-implantaat van de volgende generatie
Donderdag maakten wetenschappers van de University of Southern California (USC) hun plannen bekend om een verbeterd netvliesimplantaat te testen bij blinde patiënten. Het nieuwe implantaat, waarvan wetenschappers hopen dat het het gezichtsvermogen van patiënten nog meer zal verbeteren, heeft vier keer de resolutie van de vorige versie.
Een klein implantaat op het oogoppervlak ontvangt draadloze signalen van een externe camera, die de patiënt op een bril draagt. Het implantaat zendt signalen uit naar een reeks elektroden die chirurgisch op het netvlies zijn geïmplanteerd. De array levert elektrische signalen aan de zenuwcellen in het oog en bootst de rol na van lichtgevoelige cellen die verloren gaan bij degeneratieve retinale aandoeningen.
Mijn verwachting, zonder echt te weten wat er gaat gebeuren, is dat dit nuttig zal zijn voor mensen om hen in staat te stellen een verlichte deuropening of de rand van een object te vinden wanneer ze een kamer binnengaan, zegt James Weiland , een wetenschapper van het USC die bij het project betrokken was.
Mensen met aandoeningen van het netvliesdegeneratie, zoals retinitis pigmentosa en maculaire degeneratie, verliezen hun gezichtsvermogen als de cellen in het oog die normaal licht waarnemen, verslechteren. Retina-implantaten kunnen deze verloren cellen overnemen en licht omzetten in neurale signalen die vervolgens door de hersenen worden geïnterpreteerd. Eenvoudigere versies van deze apparaten, ontwikkeld door onderzoekers van het USC en andere instellingen, zijn al getest bij mensen, waardoor patiënten een rudimentair gezichtsvermogen hebben, zoals het vermogen om licht te detecteren en af en toe onderscheid te maken tussen eenvoudige objecten. Een patiënt draagt het apparaat bijvoorbeeld naar de voetbalwedstrijden van haar kleinzoon en meldt dat ze de beweging van de spelers waarneemt terwijl ze voorbij rennen, zegt Weiland.
Het apparaat, ontwikkeld door Mark Humayun en collega's bij USC, bestaat uit een kleine chip bezaaid met haardunne elektroden. Wanneer ze in het netvlies worden geïmplanteerd, zenden de elektroden elektrische signalen van de chip naar neurale cellen in het oog, die het bericht vervolgens naar de hersenen sturen. Een draadloze camera gemonteerd op een bril en een videoverwerkingseenheid die aan de riem wordt gedragen, legt visuele informatie uit de omgeving van de drager vast en verwerkt deze en verzendt deze signalen draadloos naar de chip.
De nieuwe versie van het implantaat, waar de onderzoekers de afgelopen acht jaar aan hebben gewerkt, heeft het aantal elektroden bijna verviervoudigd - van 16 naar 60 - en is ongeveer de helft kleiner dan het vorige model. De onderzoekers hebben onlangs toestemming gekregen van de Food and Drug Administration om tests op mensen te starten, waarmee ze de komende maanden willen beginnen.
Zodra het apparaat is geïmplanteerd, moeten onderzoekers uitgebreide tests uitvoeren om erachter te komen hoe het kan worden geoptimaliseerd. Een camera krijgt op zijn minst tienduizenden pixelinformatie en die hoeven we maar door te sturen naar 60 prikkelende kanalen, zegt Weiland. We moeten uitzoeken wat de belangrijkste informatie is om te bewaren.
Het verhogen van de implantaatresolutie met een factor vier is significant, zegt EJ Chichilnisky , een neurowetenschapper aan het Salk Institute for Biological Studies, in La Jolla, CA. Maar vergeleken met het menselijk oog is de resolutie nog zeer beperkt. Stel je een camera voor met 60 pixels, zegt Chichilnisky. Je kunt niet echt een gezicht zien in een afbeelding van acht bij acht, of zelfs een woord. Op de lange termijn hebben we honderden of duizenden elektroden nodig om iets interessants te krijgen. Er moet dus nog veel gebeuren. Zowel Chichilnisky- als de USC-onderzoekers werken met Second Sight medische producten , het bedrijf gevestigd in Sylmar, CA, dat de apparaten produceert, op de volgende versie van het implantaat. Het apparaat van de derde generatie zal 500 elektroden hebben, waardoor de resolutie met een factor van bijna 10 wordt verhoogd.
Maar het vergroten van het aantal elektroden zal niet de enige hindernis zijn bij het ontwikkelen van implantaten die blinden echt nuttig zicht kunnen geven. Wetenschappers moeten ook uitzoeken hoe ze het netvlies elektrisch kunnen stimuleren op een manier die de hersenen kunnen interpreteren met een hoge ruimtelijke resolutie, zegt Joseph Rizzo , oogarts bij de Massachusetts Eye and Ear Infirmary en mededirecteur van het Boston Retinal Implant Project. Een lichtstraal stimuleert bijvoorbeeld netvliescellen op een preciezere en verfijndere manier dan de elektrische stroom die van een elektrode komt. Het maakt niet uit of je 10 of 1.000 elektroden hebt, zegt hij. Als je niet weet hoe je ze moet gebruiken, maakt het niet uit.