За последние несколько лет бионическое зрение превратилось из фантастики в реальность, коммерческие устройства, появившиеся на рынке США и Западной Европы, помогают частично вернуть зрение пациентам, страдающим пигментным ретинитом.



Наиболее известным таким устройством является Argus II, разработанное Second Sight Therapeutics, и официально утвержденное в США для лечения пигментного ретинита. Оно состоит из пары очков с встроенной камерой, передающей беспроводные сигналы на сетку электродов, имплантированных в сетчатку. Система работает, обходя пораненные клетки фоторецепторов и стимулирует напрямую нервные узлы (ганглии) сетчатки. Благодаря этому слепые пациенты получают возможность различать смены яркости и контраста, границы и общие формы.

Это замечательное достижение, позволяет ориентироваться в помещениях и даже читать заголовки газет, но тем не менее, имеет свои пределы — с бионическим устройством нельзя бегать, водить машину или различать лица знакомых.

«Это все еще очень далеко от естественного зрения», — отмечает Чичилинский (E.J. Chichilnisky), профессор нейрохирургии из Стэнфордского университета (штат Калифорния). Его команда работает над совершенствованием технологии, которой, по их мнению, недостает точности и избирательности симуляций нервных окончаний.

Хотя значительная часть обработки визуальной информации происходит в центральном мозге, начинается она в клетках сетчатки. Там имеется более двух десятков разновидностей ганглиев, общее число которых составляет от 1 до 1,5 млн. Естественное зрение — включая способность различать детали формы, цвета, глубины и движения — требует активации нужных клеток в нужное время.

Именно такую избирательную активацию смогли продемонстрировать стэнфордские ученые на изолированном образце ткани сетчатки. Статья, описывающая их работу, выполненную в сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Сан-Диего, Институтом физики частиц в Санта Круз (штат Калифорния) и Научно-технологическим университетом AGH в Кракове (Польша), опубликована в журнале Neuron.

Они сосредоточили внимание на одном типе ганглиев сетчатки — зонтичных клетках, которые, как известно, играют важную роль в обнаружении движения, определении его скорости и направления. Прохождение объекта через визуальную сцену сопровождается волнообразной активацией клеток сетчатки.

Исследователи поместили образцы сетчатки на сетку из 61 электрода. Затем, они посылали импульсы на каждый электрод и регистрировали отклик сетчатки: это помогло выявить зонтичные клетки и установить порог активации для них. Затем записывали реакцию клеток на простое движущееся изображение — белую полосу на сером фоне. И, наконец, сетчатку стимулировали по записанной схеме — авторам удалось таким образом воспроизвести волны активности зонтичных клеток, характерные для наблюдения движущегося объекта.

«Еще очень нескоро эти результаты смогут получить воплощение в устройстве, целенаправленно контролирующем активность на больших участках сетчатки пациента-человека, — считает профессор Чичилинский. — Но если мы преодолеем многочисленные технологические препятствия, то сможем обращаться к нервной системе на ее собственном языке и в точности воспроизводить ее нормальную функцию».

Источник: oglaze.livejournal.com