Készül a mesterséges retina

2006. november 6., hétfő, 9:09

A mesterséges szem kifejlesztése ma már nem tartozik a tudományos fantasztikum világába, hiszen a mesterséges retina létrehozására világszerte évek óta folynak különféle kísérletek. Amerikai kutatók most minden eddiginél biztatóbb eredményekről számoltak be: olyan mikrochipet sikerült kifejleszteniük, amely a korábbiakkal ellentétben külső eszközök csatlakoztatása nélkül is működőképes.

A világon évente csaknem 700000 ember betegszik meg időskori makuladegenerációban, és további 1,5 millióan szenvednek a retinitis pigmentosa nevű örökletes szembetegségben. Mindkét állapotra a látás jelentős romlása vagy teljes elvesztése jellemző, mivel az ideghártya (retina) fényérzékeny sejtjei fokozatosan elhalnak, ezáltal képtelenné válnak a fény idegi jelekké történő átalakítására és továbbítására.

A kutatók már évek óta próbálkoznak mesterséges retina kifejlesztésével annak érdekében, hogy pótolhassák az elhalt idegsejtek működését. (A bionikus szem alapgondolatának kidolgozásában jelentős szerepe volt Roska Tamás akadémikusnak. Bővebben: Készül az elektronikus műszem). Eddig azonban csak olyan, korlátozottan használható megoldások születtek, amelyeknél egy külső kamera juttatta el a szembe ültetett egységhez a külvilág fényingereit. Amerikai kutatók most olyan szilikon-alapú mikrochipet fejlesztettek ki, amely hitelesen utánozza a retina ideghálózatát, és minden külső eszköz nélkül működik.

Szembe ültethető szilikon alapú mikrochip

Az új készülék kifejlesztői az emlősök retináját vették mintának, amelyben a fényingert érzékelő ún. fotoreceptor sejtek további idegsejtekhez kapcsolódnak, majd az itt megszűrt fényinformációt a látóideg juttatja el az agyba. A Pennsylvania-i és a Stanford Egyetem (USA) kutatói először egy olyan modellt dolgoztak ki, amely részletesen leírja a retina fényérzékeny és egyéb sejtjeinek kapcsolódásait, majd ennek alapján készítették el a retinát pótló elektronikus mikrochipet.

A szilikon alapú mikrochip kialakításánál a számítógépiparban használatos gyártási technológiákat alkalmazták. A mesterséges retina 3.5 x 3.3 milliméter alapterületű és 5760 darab ún. fototranzisztorból áll, amelyek felfogják és áramimpulzusokká alakítják a beérkező fény energiáját. Ezek további 3600 tranzisztorhoz kapcsolódnak, amelyek osztályozzák és megszűrik a fényinformációt. A chip tizenhárom különböző fajta tranzisztorból épül fel: mindegyikük kissé eltérő beállításokkal működik, ami szintén az élő ideghártya eltérő funkciójú sejtjeit mintázza. A szembe ültetett chip egyenesen a látóideghez kapcsolódik, amely a vizuális jeleket az agy látóközpontjához továbbítja.

Mozgó tárgyak érzékelése

A találmány legfontosabb újítása abban áll, hogy idegrendszeri implantátumként teljes egészében a szembe ültethető, működéséhez pedig nincs szükség külső egység használatára. A fényingereket maga a mikrochip érzékeli, szemben a korábbi verziók szem elé helyezett kameráival. Mivel pedig az új chip fényérzékelői és áramkörei sokban hasonlítanak arra, ahogy a valódi retina idegsejtjei működnek, ezért kiválóan veszi át az élő retina egyes funkcióit: képes például automatikusan alkalmazkodni a változó fényviszonyokhoz és kontrasztokhoz. A mikrochip automatikusan szűri továbbá a beérkező információtömeget, és csak azt továbbítja, amire az agynak szüksége van a látott kép végleges kialakításához.

További jelentős eredmény, hogy a chip a retinával azonos módon kezeli a mozgásokat. Az emlősök agya ugyanis csak olyan információt kap a szemtől, amely az addig látottakhoz képest változást jelent. Minderre a hatalmas információtömeg csökkentése érdekében van szükség, amit anélkül kell megoldani, hogy a látott „jelenet” érthetősége csökkenne. A retinachip az igazi retinához nagyon hasonló elven működik, és értelmezhető képet nyújt a mozgó tárgyakról is.

A fejlesztők jelenleg a chip méretének és áramigényének csökkentésén dolgoznak, mielőtt klinikai vizsgálatokba kezdenének. Reményeik szerint a mesterséges retina a vakoknak és a csökkentlátóknak is jelentős segítséget nyújthat a jövőben. A több millió látáskárosodott ember életminőségének javítása mellett az új chip továbbfejlesztett változatai pedig akár robotokba is beépíthetők lesznek.

Korábbi, kapcsolódó anyagaink:

A Kalifornia Egyetem kutatói szitakötők és más rovarok szemének felépítése alapján, mikro- és nanotechnológiai gyártási módszerek kombinálásával készítettek el egy új típusú, nagyon hatékony mesterséges szemeket, amelyek a természetben előforduló rovarszemekhez hasonló optikai tulajdonságokkal bírnak. Bővebben: Mesterséges szemet fejlesztettek ki.

Amerikai kutatók sikerrel teszteltek egy új szerkezetet, amely gyengénlátóknak vagy részlegesen vakoknak segít az olvasásban és más vizuális feladatokban azáltal, hogy a képeket egyenesen a betegek szemének ideghártyájára vetíti. Bővebben: Retina-projektor segítheti a gyengénlátókat.

Dr. Heksch Katalin

Nyomtatható verzió Küldje tovább ismerősének!

Tisztelt Látogatónk!

Felhívjuk a figyelmét, hogy anyagaink tájékoztató és ismeretterjesztő jellegűek, így nem adhatnak választ minden olyan kérdésre, amely egy adott betegséggel vagy más témával kapcsolatban felmerülhet, és főképp nem pótolhatják az orvosokkal, gyógyszerészekkel vagy más egészségügyi szakemberekkel való személyes találkozást, beszélgetést és gondos kivizsgálást.

- A szerkesztők