Възможността слепите да виждат отново звучи като нещо в сферата на чудесата или дори научната фантастика. И винаги е било едно от най-големите предизвикателства за учените. Diego Ghezzi, който е председател на катедрата по невроинженеринг (LNE) в Института по инженерство на EPFL, прави този въпрос фокус на научните си изследвания.

От 2015 г. той и екипът му разработват ретинален имплант, който работи с оборудвани с камера интелигентни очила и микрокомпютър. „Нашата система е създадена, за да даде на слепите хора форма на изкуствено зрение, като използва електроди за стимулиране на клетките на ретината им“, казва Ghezzi.

Обсипано със звезди небе

Камерата, вградена в интелигентните очила, улавя изображения в зрителното поле на потребителя и изпраща данните към микрокомпютър, поставен в една от крайните части на очилата. Микрокомпютърът превръща данните в светлинни сигнали, които се предават на електроди в ретиналния имплант. След това електродите стимулират ретината по такъв начин, че потребителят да види опростена, черно-бяла версия на изображението.

Тази опростена версия се състои от светлинни точки, които се появяват, когато се стимулират клетките на ретината. Носещите тези очила обаче трябва да се научат да интерпретират многото светлинни точки, за да различават фигури и предмети. „Това е като да гледате звездите на нощното небе – трябва да се научите да разпознавате конкретни съзвездия. Слепите пациенти биха видели нещо подобно с нашата система “, казва Ghezzi.

Работещи симулации

Единствената уловка е, че системата все още не е тествана върху хора. Първо изследователският екип трябва да бъде сигурен в резултатите си. „Все още не сме упълномощени да имплантираме нашето устройство при пациенти-хора, тъй като получаването на медицинско одобрение отнема много време. Но ние измислихме процес за неговото виртуално тестване – вид заобикаляне“, казва Ghezzi.

По-конкретно, инженерите разработват програма за виртуална реалност, която може да симулира какво ще видят пациентите с имплантите. Техните открития току-що бяха публикувани в „Communication Materials“.

Зрително поле и резолюция

За измерване на зрението се използват два параметъра: зрително поле и разделителна способност. Следователно инженерите са използвали същите два параметъра за оценка на тяхната система. Разработените от тях ретинални импланти съдържат 10 500 електроди, като всеки от тях служи за генериране на точка светлина. „Не бяхме сигурни дали това ще е твърде много електроди или ще е недостатъчно. Трябваше да намерим точното число, така че възпроизведеното изображение да не стане твърде трудно за разграничаване. Точките трябва да са достатъчно отдалечени, за да могат пациентите да различават две от тях близо една до друга, но трябва да има достатъчно, за да осигурят достатъчна разделителна способност на изображението “, казва Геци.

Инженерите също трябва да се уверят, че всеки електрод може надеждно да произвежда точка светлина. Ghezzi обяснява: „Искахме да се уверим, че два електрода не стимулират една и съща част от ретината. Затова проведохме електрофизиологични тестове, които включваха записване на активността на ганглиозните клетки на ретината. И резултатите потвърдиха, че всеки електрод наистина активира различна част от ретината. “

Следващата стъпка е да се провери дали 10 500 светлинни точки осигуряват достатъчно добра разделителна способност – за това използват програмата за виртуална реалност. „Нашите симулации показаха, че избраният брой точки и следователно електродите работят добре. Използването на повече не би довело до реални ползи за пациентите по отношение на дефиницията “, казва Ghezzi.

Инженерите също провеждат тестове с постоянна разделителна способност, но различни ъгли на зрителното поле. „Започнахме от пет градуса и отворихме полето чак до 45 градуса. Установихме, че точката на насищане е 35 градуса – обектът остава стабилен отвъд тази точка ”, казва Ghezzi.

Всички тези експерименти демонстрират, че капацитетът на системата не трябва да се подобрява допълнително и че е готова за клинични изпитвания. Но екипът ще трябва да изчака още малко, преди технологията им да може да бъде имплантирана в реални пациенти. Засега възстановяването на зрението остава в сферата на научната фантастика.

Източник: SciTechDaily