Новаторские бионические глаза, восстанавливающие зрение: как имплантируемые технологии борются со слепотой

Возможность отделить белое белье от цветного, возможно, не имеет большого значения для большинства людей, но для одного пациента, принявшего участие в исследовании Центра исследований глаз Австралии (CERA), это стало важной вехой. момент: она ослепла много лет назад, и способность различать цвета белья была признаком того, что протез сетчатки, который она носила, начал возвращать ей что-то значимое. взгляд.

CERA является частью группы организаций, в том числе Университета Нового Южного Уэльса, Мельбурнского университета, Бионического института и другие, работающие над созданием так называемого «бионического глаза», системы, целью которой является возвращение элементов зрения людям с нарушениями зрения. зрение.

Система бионического глаза была опробована на семи пациентах в течение двух этапов. У всех есть заболевание, известное как пигментный ретинит (РП), общий термин для группы генетических мутаций, из-за которых те, кто унаследовал их, постепенно теряют зрение. Это заболевание дает о себе знать в подростковом возрасте или в начале 20-х годов, и через несколько лет у тех, у кого оно есть, остаются только зачатки зрения: способность видеть включенный или выключенный свет, но не более того. Они теряют способность читать, видеть лица друзей и семьи, а также самостоятельно ориентироваться в своем доме и районе.

Именно этим потерям бионический глаз CERA надеется противостоять. При РП отмирает только фоторецепторный слой сетчатки; другие слои сетчатки, содержащие нервы, помогающие передавать визуальную информацию в мозг, остаются нетронутыми. Именно этот элемент RP стремится использовать бионический глаз: электрический массив вводится в пространство внутри задней части глаза и стимулирует эти нейронные слои сетчатки. Изображения, которые видит пользователь, собираются с камеры, прикрепленной к очкам, которые он носит, и пересылаются на блок визуальной обработки, который обрабатывает данные и передает их по беспроводной сети на имплантат под кожей на боковой стороне голова. Имплантат получает сигнал и передает его на массив, который стимулирует сетчатку и позволяет владельцу видеть закономерности.

ВИДЕТЬ: Экзомедицина наступает: как космические лаборатории могут проложить путь к прорывам в области здравоохранения на Земле (обложка в формате PDF)

Хотя глаз CERA — не первая система «бионического глаза», протестированная на людях-добровольцах, она предлагает более простой хирургический подход. «Идея заключалась в том, что если у вас более простой хирургический подход, то будет меньше хирургических осложнений», — Пенелопа. Рассказывает Аллен, доцент CERA и заведующий витреоретинальным отделением Королевской Викторианской больницы глаз и ушей. ЗДНет. Массив находится в естественном кармане внутри глаза, известном как супрахоридальное пространство, которое существует между сетчаткой и склерой, то, что большинство людей знает как «белок» глаза. «Устройство вставляется довольно легко и совершенно естественно удерживается в этой области, нам не нужно накладывать [хирургический] фиксатор или фактически входить в полость стекловидного тела глаза. Это делает хирургический подход гораздо более простым и понятным», — говорит она.

Установив оборудование, пользователи начали тестировать систему в лаборатории, учась интерпретировать шаблоны, передаваемые системой, как визуальную информацию. «Поскольку у них в течение длительного времени не было никакой визуальной информации для интерпретации, когда устройство стимулирует сетчатку, они видят небольшие вспышки света. Им необходимо пройти лабораторное обучение, чтобы мы могли определить уровень электрической стимуляции, необходимый каждому электроду для создания визуальной вспышки света», — говорит Аллен.

Сначала пользователи учатся различать края, затем определять двери в комнате, а затем обходить полосу препятствий. Когда результаты лабораторных испытаний удовлетворяют пользователей, пользователи используют устройство на улице, чтобы ориентироваться по пешеходным дорожкам. После этого пользователи берут систему для использования дома, прежде чем окончательно протестировать ее на открытом воздухе.

«То, что пациенты могут изначально интерпретировать с помощью устройства, нас очень впечатлило тем, что они могут сделать. Одна из пациенток, участвовавших в испытании прототипа, рассказала, что, когда она стала гораздо более привыкать к его использованию, у нее появилось ощущение, будто она не использует камеру, а видение просто исходило из ее глаз. Думаю, когда в прошлом году мы приступили к исследованию 44 каналов, я был совершенно уверен, что все пациенты что-то увидят в лаборатории, хотя мы не могли им этого сказать. Когда они начинают проходить лабораторное обучение и очень хорошо реагируют, это действительно интересно», — говорит Аллен.

Хотя бионический глаз не обеспечивает зрение так, как его понимают зрячие люди, «это скорее изображение краев», говорит Аллен, благодаря чему пользователи «могут сканировать объект и, сканируя и определяя его размер и возможную форму, затем, возможно, идентифицировать его» — он действительно предоставляет достаточно информации для владельцев, чтобы выполнять задачи, которые когда-то казались невыполнимыми: сортировать белье, ходить без собаки-поводыря или просто узнавать, кто говорит в группе. беседа.

«У каждого дома есть своя задача, которую он хотел бы выполнить; Часть обучения дома состоит в том, чтобы определить те задачи, которые они сочтут важными, и попытаться помочь им в этом», — говорит Аллен. Система лучше всего работает в высококонтрастных средах, но имеет различные режимы для повышения контрастности в других ситуациях: помогая пациентам найти правильный и продолжим совершенствовать работу этих режимов, есть надежда, что бионический глаз CERA поможет большему количеству людей с потерей зрения решать задачи, которые когда-то могли быть непростыми. невозможный.

ВИДЕТЬ: Сенсорное предприятие: Интернет вещей, машинное обучение и большие данные (Специальный репортаж ZDNet) | Скачать отчет в формате PDF (Техреспублик)

В ходе испытания CERA и ее партнеры будут собирать данные о том, как пользователи используют систему. «После того, как они забирают устройство домой, они приходят каждые три месяца, чтобы снова пройти тестирование на всей полосе препятствий, чтобы увидеть, есть ли улучшение их результатов и функционирования. Они проводят тестирование дома, чтобы увидеть, смогут ли они выполнять те задачи, которые они хотят, дома, и смогут ли они это сделать, потому что нам нужны объективные доказательства того, что результаты лучше», — Аллен примечания.

Хотя испытания бионических глаз рассчитаны всего на два года, имплантаты могут оставаться на месте в течение гораздо более длительного периода. Дочерняя компания проекта Bionic Vision Technologies была создана с целью коммерциализации технологии с течением времени.

CERA — не единственная бионическая глазная система, которая в настоящее время проходит испытания. Второе зрение, например, тоже работа над имплантируемой сетчаткой, который был опробован на людях с пигментным ретинитом, в то время как другие исследовательские усилия надеются создать системы, которые полностью обойти глаз и передавать визуальные сообщения прямо в мозг.

Выбор участников для такого исследования не лишен проблем. Участникам пришлось пройти психологическую оценку и быть готовыми к тому, что протез не сработает, несмотря на уверенность группы в том, что им удастся восстановить какой-то элемент зрения.

«Они действительно интересные, и это фантастическая группа пациентов, с которыми приятно работать. Они очень альтруистичны. Поскольку это наследственное заболевание, у многих есть родственники, страдающие этим заболеванием, поэтому они очень заинтересованы не только в пользе для себя, но и в пользе для будущих поколений», — говорит Аллен.

ПРЕДЫДУЩИЕ И СВЯЗАННЫЕ СООБЩЕНИЯ

Что такое цифровое здоровье? Все, что вам нужно знать о будущем здравоохранения

Как и почему крупные игроки в сфере технологий готовы устроить в отрасли самую крупную встряску за последние десятилетия.

План цифрового здравоохранения Apple ставит iPhone и Apple Watch в основу вашего благополучия.

Apple постепенно выстраивает свою стратегию здравоохранения; вот как это выглядит сейчас.

Google Live Transcribe и Sound Amplifier призваны помочь слабослышащим (ВОЗ)

Эти инструменты появятся на телефонах Android, но не на iPhone.

Следующая большая вещь Amazon? Премьер, но для здравоохранения

Amazon предпринимает ряд шагов в сфере здравоохранения. Сложите их вместе, и вы получите набросок плана радикальной перестройки отрасли.

Как больницы могут использовать ИИ для борьбы со взломом медицинского оборудования (Техреспублик)

Исследователи Университета Бен-Гуриона разработали решение кибербезопасности, ориентированное на устройства, которое станет последней линией обороны для защиты пациентов.

Этот суперкомпьютер с миллионом ядер, вдохновленный человеческим мозгом, нарушает все правила

Пиковая нейронная сеть SpiNNaker имитирует человеческий мозг и может способствовать прорывам в робототехнике и здравоохранении.