L'occhio bionico è un sistema visivo artificiale. Occhio bionico: cos'è, il costo dell'operazione

Occhio bionico- Cos'è questo? Questa è esattamente la domanda che sorge tra le persone che per prime hanno incontrato questo termine. In questo articolo risponderemo in dettaglio. Quindi iniziamo.

Definizione

L'occhio bionico è un dispositivo che permette ai non vedenti di distinguere una serie di oggetti visivi e di compensare in una certa misura la mancanza di vista. I chirurghi lo impiantano nell'occhio danneggiato come protesi retinica. Pertanto, integrano i neuroni intatti conservati nella retina con fotorecettori artificiali.

Principio operativo

L'occhio bionico è costituito da una matrice polimerica dotata di fotodiodi. Rileva anche gli impulsi elettrici deboli e li trasmette alle cellule nervose. Cioè, i segnali vengono convertiti in forma elettrica e influenzano i neuroni conservati nella retina. La matrice polimerica ha delle alternative: un sensore a infrarossi, una videocamera, occhiali speciali. I dispositivi elencati possono ripristinare la funzione della visione periferica e centrale.

La videocamera integrata negli occhiali registra l'immagine e la invia al processore convertitore. E lui, a sua volta, converte il segnale e lo invia al ricevitore e al fotosensore, che viene impiantato nella retina dell'occhio del paziente. E solo allora gli impulsi elettrici vengono trasmessi al cervello del paziente attraverso il nervo ottico.

Particolarità della percezione dell'immagine

Nel corso degli anni di ricerca, l’occhio bionico ha subito numerosi cambiamenti e miglioramenti. Nei primi modelli, l'immagine veniva trasmessa da una videocamera direttamente all'occhio del paziente. Il segnale è stato registrato sulla matrice del fotosensore e passato attraverso le cellule nervose fino al cervello. Ma c'era uno svantaggio in questo processo: la differenza nella percezione dell'immagine da parte della fotocamera e del bulbo oculare. Cioè, non hanno funzionato in modo sincrono.

Un altro approccio consisteva nell'inviare prima le informazioni video a un computer, che convertiva l'immagine visibile in impulsi a infrarossi. Essi venivano riflessi dalle lenti degli occhiali e colpivano i fotosensori attraverso la lente nella retina. Naturalmente il paziente non può vedere i raggi IR. Ma il loro effetto è simile al processo per ottenere un'immagine. In altre parole, davanti a una persona dotata di occhi bionici si forma uno spazio percettibile. E succede così: l'immagine ricevuta dai fotorecettori attivi dell'occhio si sovrappone all'immagine della fotocamera e proiettata sulla retina.

Nuovi standard

Ogni anno le tecnologie biomediche si sviluppano a passi da gigante. IN questo momento introdurranno un nuovo standard per i sistemi di visione artificiale. Si tratta di una matrice, ciascuna delle quali conterrà 500 fotocellule (9 anni fa erano solo 16). Tuttavia, se tracciamo un'analogia con dall'occhio umano, contenente 120 milioni di bastoncini e 7 milioni di coni, il potenziale per un'ulteriore crescita diventa chiaro. Vale la pena notare che le informazioni vengono trasmesse al cervello attraverso milioni di terminazioni nervose, e poi la retina li elabora in modo indipendente.

Argo II

Questo occhio bionico è stato progettato e realizzato negli Stati Uniti da Clairvoyance. 130 pazienti con retinite pigmentosa hanno approfittato delle sue capacità. Argus II è composto da due parti: una mini-videocamera integrata negli occhiali e un impianto. Tutti gli oggetti nel mondo circostante vengono registrati sulla telecamera e trasmessi all'impianto tramite un processore in modalità wireless. Ebbene, l’impianto, utilizzando degli elettrodi, attiva le cellule retiniche esistenti del paziente, inviando informazioni direttamente al nervo ottico.

Gli utenti dell'occhio bionico possono distinguere chiaramente tra linee orizzontali e verticali entro una settimana. In futuro, la qualità della visione attraverso questo dispositivo non farà che aumentare. Argus II costa £ 150.000. Tuttavia, la ricerca non si ferma, poiché gli sviluppatori ricevono varie sovvenzioni in denaro. Naturalmente gli occhi artificiali sono ancora piuttosto imperfetti. Ma gli scienziati stanno facendo di tutto per migliorare la qualità dell'immagine trasmessa.

Occhio bionico in Russia

Il primo paziente a cui è stato impiantato il dispositivo nel nostro paese è stato Alexander Ulyanov, 59 anni, residente a Chelyabinsk. L'intervento è durato 6 ore presso il Centro Scientifico e Clinico di Otorinolaringoiatria della FMBA. I migliori oftalmologi del paese hanno monitorato il periodo di riabilitazione del paziente. Durante questo periodo, gli impulsi elettrici venivano regolarmente inviati al chip installato da Ulyanov e la reazione veniva monitorata. Alexander ha mostrato risultati eccellenti.

Naturalmente non distingue i colori e non percepisce numerosi oggetti accessibili ad un occhio sano. Il mondo Ulyanov vede sfocato e in bianco e nero. Ma questo gli basta per essere assolutamente felice. Dopotutto, negli ultimi 20 anni l'uomo era generalmente cieco. E ora la sua vita è stata completamente cambiata dall'occhio bionico installato. Il costo dell'operazione in Russia è di 150mila rubli. Ebbene, più il prezzo dell'occhio stesso, indicato sopra. Per ora, il dispositivo viene prodotto solo in America, ma col tempo dovrebbero apparire analoghi in Russia.

Per la prima volta in Russia si sono esibiti i chirurghi di Mosca operazione unica— impianto di un occhio bionico. Il loro paziente era un residente di Čeljabinsk di 59 anni. La protesi installata dai medici è di fabbricazione americana, ma col tempo dovrebbe apparire e Analoghi russi. Come tecnologie moderne permettere a una persona di diventare letteralmente un cyborg?

Non distingue i colori, non riesce a vedere numerosi dettagli, visibile all'occhio persona sana. Alexander Ulyanov di Chelyabinsk vede il mondo sfocato ed esclusivamente in bianco e nero, ma anche questa è felicità per lui: negli ultimi vent'anni è completamente cieco. Alla base è stata eseguita l'operazione più complessa, durata sei ore, per l'installazione degli impianti retinici Centro Scientifico e Clinico otorinolaringoiatria FMBA. Alexander Ulyanov è un paziente speciale, il primo del suo genere in Russia e il 41esimo al mondo a ricevere un occhio bionico.

Il periodo postoperatorio è attentamente monitorato non solo dai migliori oftalmologi, ma anche personalmente dal Ministro della Salute russo. Veronika Skvortsova definisce la direzione bionica una delle più promettenti nella medicina interna. Gli impulsi elettrici hanno cominciato ad essere inviati al chip installato da Grigory Ulyanov solo una settimana fa, ma il paziente sta già mostrando ottimi risultati. Ora la cosa più importante è la riabilitazione.

"Ci sono due punti qui. Il cervello, in quanto computer biologico più potente, ha, in primo luogo, ricordi della visione originale. Grigory Aleksandrovich, il nostro primo paziente, ora ha 59 anni, ha perso la vista circa 20 anni fa. Lui aveva già più di 35 anni, le immagini visive sono immagazzinate nel cervello ed è possibile, con l'aiuto di speciali tecnologie riabilitative per aumentare la plasticità del cervello, collegare le informazioni attualmente ricevute così come vengono ricevute con quelle immagini visive che vengono immagazzinati nei campi corticali”, spiega Veronika Skvortsova.

L'impianto Argus 2 è la seconda generazione di tali dispositivi. I primi davano all'immagine una nitidezza due volte inferiore. Esperienza nell'impianto e nell'osservazione in periodo postoperatorio estremamente importante per la medicina russa. Presto l’assistenza sanitaria russa sarà in grado di offrire analoghi domestici sviluppi esteri.

"Risultato fenomenale. Negli ultimi due anni abbiamo acquisito molto di nostro dispositivi medici da diversi campi - medicina, biomedicina - che sono efficaci quanto i nostri razzi, collisori che operano in Germania utilizzando i nostri componenti. E ci aspettiamo una svolta nei prossimi anni”, ha continuato Veronika Skvortsova.

Ora il compito principale dei medici russi è migliorare il processo di riabilitazione di questi pazienti. E i piani a lungo termine includono la creazione di centri specializzati che forniscano l'intera gamma di assistenza ad alta tecnologia persone sordocieche, compresi operazioni gratuite sulle protesi bioniche. La seconda operazione in Russia per impiantare un occhio bionico avrà luogo quest'autunno.

I chirurghi britannici hanno eseguito un'operazione che l'umanità poteva solo sognare o leggere qualche anno fa. romanzi fantasy. Gli oftalmologi hanno ripristinato la vista a due pazienti. Hanno impiantato un cosiddetto occhio bionico nella retina.

Questo piccolo dispositivo ricorda una videocamera. L'obiettivo si trova su occhiali speciali e l'immagine viene trasmessa attraverso il nervo ottico direttamente al cervello. Dal punto di vista di una persona che vede, la qualità dell'immagine lascia ancora molto a desiderare. Ma per chi ha perso la vista, questa è una vera salvezza.

Il corrispondente di NTV Evgeny Ksenzenko ha compreso le complessità dell'occhio elettronico :

Gli occhiali da sole di Linda Moorfoot non sono protezione dalla luce, ma un'opportunità per vederla. Dall'esterno sembra che una coppia normale stia andando a fare una passeggiata, ma in realtà Linda è una delle prime persone che gli scrittori di fantascienza chiamavano cyborg mezzo secolo fa.

Linda Moorfoot: "Posso lanciare una palla in un canestro con mio nipote. Posso vedere mia nipote ballare sul palco. Posso distinguere gli oggetti."

Linda vede con un occhio bionico. I suoi occhiali hanno una piccola videocamera incorporata negli occhiali. Cattura un'immagine e poi la converte in segnali elettronici, che a loro volta entrano in modalità wireless in un chip impiantato nella retina.

Decifra gli impulsi e, utilizzando una serie di elettrodi, trasmette le informazioni al cervello attraverso il nervo ottico. Questo processo naturale. Tranne il risultato: la qualità dell'immagine. Dipende dal numero di elettrodi.

Puoi provare a immaginare cosa vede Linda quando indossa gli occhiali con una videocamera. 16 elettrodi consentono un bel po'. Ma l'aspetto con l'aiuto di 60 elettrodi è già qualcosa. Oggi solo 15 persone al mondo la vedono in questo modo. In futuro: un'immagine chiara, ma in bianco e nero. Anche se dopo tali risultati il ​​mondo del colore è chiaramente ad un passo.

Il primo passo è stato fatto nel laboratorio americano del professor Mark Hameyun. Non ha dubbi che in futuro, invece di 60 elettrodi fotosensibili, se ne potranno utilizzare migliaia.

Mark Hameyun, professore di oftalmologia: "La chiamiamo visione artificiale. È diversa da ciò che vediamo io e te. Il cervello deve abituarsi. È come guardare un bambino svilupparsi. Prima gattona e solo poi cammina e corre."

Anche gli scienziati scettici confermano che un occhio bionico può sostituirne uno vero.

John Marshall, professore di oftalmologia: "Sono assolutamente a favore di questa tecnologia. Ma devo aggiungere che non sarà disponibile immediatamente. C'è ancora molto lavoro da fare per mettere a punto il sistema a beneficio della vista."

Gli esperti russi ritengono che questa tecnologia non possa essere diffusa. Dopotutto, un'operazione del genere è costosa: da 30mila dollari.

Hristo Takhchidi, Amministratore delegato complesso scientifico e tecnico intersettoriale "Microchirurgia oculare" da cui prende il nome. S. N. Fedorova: “Puoi fare una cosa fantastica che può fare uno specialista al mondo. Questo non interessa a nessuno dal punto di vista dell'applicazione, cioè deve essere semplificato, portato a un livello in cui può essere eseguito da una persona di media capacità: un chirurgo, un medico, un biologo."

Scienziati britannici e americani promettono che tra tre anni Linda non avrà più bisogno di portare gli occhiali. Nei laboratori si sta sviluppando una videocamera più piccola di un pisello. Con il suo aiuto sarà possibile distinguere anche i volti delle persone. Se l'esperienza passerà con successo, quindi Occhiali da sole può essere indossato solo per lo scopo previsto.

Un po' di storia

Un occhio bionico è essenzialmente simile a apparecchio acustico- il dispositivo ripristina la funzione corporea perduta, in in questo caso- visione. Gli elettrodi impiantati stimolano la retina dell'occhio, alla quale trasmettono le immagini nervo ottico. L'“immagine” stessa è formata da videocamere montate su occhiali. Le immagini catturate dalla fotocamera vengono trasmesse a un chip, che genera impulsi che vengono percepiti dal cervello come immagini. Uno dei dispositivi è stato sviluppato nel 2005 dal professor Ghislin Daneily della Johnson Hopkins University di Baltimora.
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Il professore di oftalmologia Mark Hameyun dell'Eye Institute dell'Università della California del Sud (USA) prevede che entro il 2009 le protesi oculari saranno disponibili sul mercato al consumo a prezzi intorno alle quindicimila sterline.
La prima versione della protesi retinica sviluppata dal suo gruppo è già stata sottoposta ai cosiddetti test “sul campo” nel 2007, durante l'esperimento la retina Bionic è stata impiantata in sei pazienti con perdita della vista a causa della malattia retinite pigmentosa. Retinite pigmentosa - malattia incurabile, in cui una persona perde la vista (si verifica in circa un caso ogni tremila e mezzo persone). I pazienti a cui è stato impiantato un occhio bionico hanno mostrato la capacità non solo di distinguere la luce e il movimento, ma anche di identificare oggetti delle dimensioni di una tazza di tè o addirittura di un coltello. Alcuni di loro hanno riacquistato la capacità di leggere le lettere grandi.
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Nel 2008, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno realizzato un’invenzione che sostiene che il loro sviluppo nel giro di pochi anni “potrebbe restituire la vista parzialmente perduta a persone affette da malattie degenerative degli occhi”.

Gli scienziati sono riusciti a creare un impianto bioelettronico non più grande di una gomma da matita, che posizioneranno dietro la retina Indietro bulbo oculare- l'immagine verrà trasmessa al cervello “attraverso connettori non più spessi di un capello umano”. Lo sviluppo è già al vaglio della Food and Drug Administration statunitense, e i ricercatori intendono testare la tecnologia sugli animali quest’estate.
Tuttavia, questa invenzione non sarà in grado di aiutare le persone cieche dalla nascita o le persone affette da glaucoma: la procedura è consentita solo a coloro che hanno cellule del nervo ottico intatte.

BG ad alta risoluzione: teoria

Quando creano impianti elettronici intraoculari, la maggior parte degli autori commette un errore: abbandona il “residuo” della vista che ancora esiste e cerca di sostituirlo con una fotocamera. Ma se creiamo un ibrido bioelettronico si otterrà un quadro interessante.
Daniel Palanker dell'Università di Stanford e il suo gruppo di fisica biomedica e tecnologie oftalmiche hanno sviluppato un'originale protesi retinica ad alta risoluzione, o "Occhio bionico", che presenta numerosi vantaggi rispetto ai progetti precedenti per il trattamento della cecità utilizzando impianti elettronici.

Degrado della retina legato all'età, che provoca la morte un ammontare significativo le cellule fotosensibili e una malattia come la pigmentosi sono responsabili della cecità (o di una visione prossima allo “zero”) di milioni di persone in tutto il mondo.

Molti gruppi e laboratori scientifici stanno sperimentando gli impianti retinici. Poiché con i difetti indicati stessi cellule nervose(per la maggior parte) rimangono in ordine, puoi inviare loro deboli impulsi elettrici da un certo circuito: una griglia di elettrodi posizionata direttamente nella retina.

Di conseguenza, questi impulsi dovrebbero riflettere l'immagine catturata da una videocamera in miniatura montata sulla testa.

Idea brillante. Se non fosse per una serie di "ma". Innanzitutto, il posizionamento elevato numero elettrodi in una piccola area costituisce un ostacolo biologico. Il circuito semplicemente surriscalda l'occhio.

Inoltre, anche impiantando una griglia nello spessore della retina, è impossibile ottenere un contatto troppo stretto tra gli elettrodi e le sue cellule profonde, che si trovano direttamente sotto i fotorecettori morti.

E si scopre che non appena gli ingegneri avvicinano gli elettrodi (cioè aumentano la risoluzione del microcircuito), ognuno di essi inizia ad agire immediatamente su un numero di celle vicine - e, idealmente, dovrebbe agire solo su una altrimenti si perde completamente il significato dell'alta risoluzione dell'immagine della telecamera.

Sezione al microscopio: le cellule della retina di ratto migrano attraverso il minuscolo foro dell'impianto (foto da stanford.edu).

Per aggirare questo ostacolo è necessario “legare” un elettrodo ad una, o al massimo due celle. Ma per una densità di pixel che corrisponde geometricamente all'acuità visiva di 20/400 (questa è una persona quasi cieca, la soglia della "cecità legale", come scrivono gli autori dell'opera, e nelle nostre unità questa è una visione di 0,05), le celle non devono trovarsi a più di 30 micron dagli elettrodi.

E per una nitidezza di 20/80 (0,25), questa distanza non deve superare i 7 micron. Con tale acutezza visiva, tra l'altro, puoi già utilizzare un computer, muoverti per la città, riconoscere i volti e in generale condurre una vita indipendente.

Non è possibile premere l'impianto durante l'impianto (per premere più saldamente gli elettrodi sullo strato di cellule): il rischio di lesioni alla retina è elevato.

Ma la distanza tra ciascuno degli elettrodi e la cella “sponsorizzata” non è tutto. Per tale acuità visiva (20/80), è necessaria una densità di pixel di 2,5 mila per millimetro quadrato.

Pertanto, nessuno è ancora riuscito a creare un dispositivo con un numero di elettrodi (leggi: pixel tradotti) superiore a pochi pezzi, dozzine, beh, forse centinaia. E devi averli: molte migliaia.

Qui faremo un'altra mini-escursione nella biologia. L'occhio ha circa 100 milioni di fotorecettori (equivalenti a una fotocamera da 100 megapixel). Tuttavia, come parte del nervo ottico, solo 1 milione di canali separati vanno al cervello. Le informazioni scompaiono?

No, si scopre che nella retina stessa avviene già un'elaborazione preliminare, una certa somma di informazioni. La retina stessa non è solo uno strato di fotorecettori, ma uno strato della rete nervosa.

Ora, se torniamo agli impianti con elettrodi, bisogna dire che esistono diversi approcci per posizionare un tale impianto nell'occhio. Può occupare diversi strati in profondità.

Puoi cavartela con un numero minore di elettrodi (solo allora è necessario imitare i segnali sommati della rete nervosa retinica), e se ecciti le cellule nervose situate più vicine ai fotorecettori, puoi riprodurre bene il sistema visivo, solo il la densità dei pixel nell'impianto deve essere elevata.

Per risolvere questa contraddizione, gli autori del nuovo progetto hanno condotto una serie di esperimenti sui ratti. E ne ho scoperto uno nuovo effetto biologico. Gli scienziati hanno introdotto piastre polimeriche con piccoli fori - 15-40 micron di diametro - nelle retine degli animali.

E nel giro di poche ore, le stesse cellule della retina iniziarono a spostarsi nei buchi, riempiendo le cavità sottostanti in pochi giorni. Similmente si comportavano le celle nei confronti della placca, che era ricoperta da file ordinate di lunghe torri-proiezioni. Le cellule riempirono rapidamente gli spazi tra queste sporgenze.

Nel nuovo progetto, le cellule della retina vengono attirate nelle cavità degli impianti. Sulla sua superficie e nei fori viene creato un sistema di elettrodi stimolanti (illustrazione dal sito stanford.edu).

"Se la montagna non arriva a Mohammed, allora Mohammed viene alla montagna", ha detto Palanker. "Non possiamo mettere gli elettrodi vicino alle cellule. Ma in realtà invitiamo le cellule a venire nell'area del elettrodi, e lo fanno con gioia e molto velocemente."

Pertanto, nel nuovo progetto dell'impianto è stato possibile ottenere la stessa densità di 2,5 mila elettrodi per millimetro quadrato mantenendo una distanza tra ciascun elettrodo e la sua cella personale - fino a 7 micron. Gli elettrodi sono stati posizionati in queste cavità e, di conseguenza, sulle sporgenze.

Non è ancora chiaro se il progetto di lavoro avrà dei fori nella piastra o viceversa - "torrette". Nel caso dei fori è possibile ottenere un collegamento quasi individuale di elettrodi e celle, ma nel caso di sporgenze le celle hanno un apporto migliore nutrienti. La scelta verrà fatta in seguito.

Ma queste non sono tutte le differenze tra il progetto e le opere concorrenti. Se ricordi, altri autori hanno proposto di trasmettere un segnale direttamente dalla telecamera sulla fronte agli elettrodi. E c'è un grosso problema in questo.

Lo schema con sporgenze funziona in modo simile (illustrazione da stanford.edu)

Riguarda le piccole cose movimenti involontari occhi che scrutano lo spazio anche quando ci sembra di guardare immobili un punto.

Se si collega direttamente la telecamera sulla fronte all'impianto nella retina, questa proprietà della visione scompare, il che ha un effetto molto negativo sulla percezione. Inoltre, con questo schema, la visione dipende completamente dal numero di elettrodi nell'impianto. Cosa puoi vedere, diciamo, in un centinaio di pixel?

Palanker ha proposto uno schema diverso. C'è anche una fotocamera sulla fronte, ma invia un segnale a un microcomputer indossabile (delle dimensioni di un portafoglio), che traduce l'immagine visibile in una serie di brevi impulsi di un display a cristalli liquidi LED a infrarossi, con diverse migliaia di punti .

Questo flusso di impulsi viene riflesso da un vetro inclinato situato davanti agli occhi, passa attraverso la lente e colpisce i diodi fotosensibili dell'impianto nella retina. Amplificano il segnale utilizzando l'energia di una minuscola cella solare impiantata nell'iride.

Gli esseri umani non possono vedere questi raggi infrarossi. Ed ecco il risultato dell'impatto impulsi elettrici sulle cellule della retina - lo percepisce come un'immagine.

Inoltre, l'impianto stesso ha le dimensioni di mezzo chicco di riso (3 millimetri) e copre 10 gradi del campo visivo: il suo centro.

L'occhio bionico di Palanker (illustrazione da stanford.edu).

E i piccoli movimenti rapidi degli occhi rimangono importanti: dopo tutto, la persona stessa guarda sia il paesaggio (direttamente) sia l'immagine elettronica (anche a infrarossi).

La posizione di questa immagine sulla retina (e sulla serie di elettrodi incorporati, rispettivamente) cambia insieme al movimento del bulbo oculare. Così, dispositivo elettronico sfrutta al massimo le restanti capacità naturali dell'occhio per elaborare le informazioni visive.

Possiamo affermare con cautela che stiamo assistendo a una rivoluzione bionica emergente. L'ingegneria e la chirurgia consentono alle persone di ritrovare i sentimenti perduti. Ad esempio, Lifehacker ha scritto di un dispositivo in grado di compensare una persona per il senso del tatto di un arto amputato. Il materiale di oggi è dedicato a un’altra sensazione umana: la visione. È visivamente che otteniamo maggior parte informazioni che ci arrivano dal mondo esterno. Sfortunatamente, lo stile di vita uomo moderno E malattie congenite offuscare la nostra visione. In alcuni casi, su l'aiuto arriverà, in quelli più complessi: protesi ultramoderne. Ti invitiamo a familiarizzare con due sviluppi simili degli occhi bionici che possono ripristinare parzialmente la vista in situazioni apparentemente senza speranza.

Diamo un'occhiata agli sviluppi di maggior successo che sono già in fase di sperimentazione su pazienti reali.

Sistema di protesi retinica Argus II

Alla fine di gennaio, i chirurghi americani hanno eseguito un'operazione per impiantare una retina artificiale in un paziente affetto da retinite pigmentosa. E' degenerativo malattia ereditaria caratterizzato da una graduale perdita di sensibilità alla luce della retina. L'impianto è un foglio di 60 elettrodi che viene posizionato nell'occhio. Speciali occhiali elettronici sono dotati di una videocamera che cattura le immagini dagli occhiali. Il segnale risultante viene trasmesso come una serie di impulsi agli elettrodi che stimolano le restanti fibre nervose del paziente.

Argus II non fornisce il solito quadro visione normale. Invece, la macchina consente ai pazienti di vedere lampi di luce che possono imparare a interpretare come schemi visivi. Il processo di formazione dura da uno a tre mesi. Naturalmente la protesi è ancora lontana dall’essere perfetta, ma lo sviluppo sta ancora andando nella giusta direzione. Nel corso del tempo, gli scienziati intendono migliorare la loro tecnologia. Il costo senza intervento chirurgico è di $ 150.000.

Alfa IMS

Forse uno sviluppo più interessante da parte delle menti tedesche. Il principio è simile. L'occhio bionico controlla l'intensità della luce mediante elettrodi impiantati sotto la retina del paziente prima di inviarla a un microchip incaricato di trasmettere il segnale direttamente al cervello. Pertanto, il cervello elabora i dati che gli sono familiari occhio sano persona. Di conseguenza, il paziente vede un'immagine in bianco e nero. Dietro l'orecchio è installato un controllo della luminosità e l'intero sistema funziona in modalità wireless, alimentato da una batteria tascabile.

La protesi ha un numero di elettrodi molto maggiore rispetto al modello americano. 1.500 contro 60, offrendo così un'immagine con una risoluzione e una chiarezza molto maggiori. Il posizionamento dell’impianto dietro la retina consente inoltre al paziente di muovere gli occhi e la testa in modo più naturale.

Nove pazienti sono già stati dotati di protesi, otto interventi sono andati a buon fine. Il feedback dei soggetti del test è incoraggiante. I pazienti potevano farlo primi piani distinguere i movimenti della bocca, ad esempio un sorriso, determinare la presenza di occhiali sul viso dei passanti e riconoscere anche posate, telefoni e piccole parti di cose. Nel campo della visione distante, i pazienti potevano distinguere l'orizzonte, le case, gli alberi e i fiumi.

Ulteriori test sono in corso nei paesi europei. Gli scienziati stanno testando la stabilità e la sicurezza a lungo termine dell'impianto. I ricercatori sperano anche di sviluppare tecniche di formazione speciali per aiutare i pazienti a migliorare le loro capacità di riconoscimento degli oggetti.

Ci auguriamo che le tecnologie annunciate vengano riconosciute come completamente sicure uso a lungo termine e il loro prezzo sarà notevolmente ridotto.

Sostituire le parti del corpo perdute con impianti elettronici va oltre la fantascienza. Una di queste soluzioni è un occhio bionico.

Rilevanza del problema della disabilità visiva

Secondo gli ultimi dati dell’OMS, circa 285 milioni di persone nel mondo soffrono di problemi alla vista. Di questi, 39 milioni sono completamente ciechi. Le cause del deficit visivo completo o parziale sono varie: da malattie degli occhi Prima difetti genetici, lesioni e effetti di sostanze tossiche. I problemi di vista sono una delle cause più comuni di disabilità. Tuttavia, l’80% dei casi di disabilità visiva possono essere prevenuti o curati. L'occhio bionico è uno dei moderni metodi di restauro high-tech vista persa in alcune forme di cecità.

Cosa sono le protesi bioniche?

La scienza e la medicina moderne rendono possibile la creazione di protesi aspetto e funzioni simili a organi o arti reali. Tali protesi e impianti sono chiamati bionici. Alcuni progressi in questo settore sono stati compiuti nello sviluppo di braccia e gambe bioniche, cuori artificiali, orecchio e retina.

L'occhio bionico è un sistema visivo artificiale per ripristinare la vista perduta. Si tratta di un'occasione unica per restituire la vista anche ai non vedenti che hanno preservato le fibre retiniche sane modo naturale trasmissione dei dati dalla retina al cervello. Tali impianti sono destinati principalmente ai pazienti ciechi a causa di malattie degenerative retina.

Può svilupparsi in età avanzata degenerazione legata all’età retina. Allo stesso tempo, i recettori dell'occhio sensibili alla luce iniziano ad atrofizzarsi: smettono di rispondere alla luce e la persona diventa cieca. Allo stesso tempo, le cellule nervose della retina non muoiono. Grazie a questo puoi creare sistema artificiale per ripristinare la vista.

Una delle principali cause di cecità è lo scotoma. Questo è un difetto simile a una macchia che si trova nel campo visivo dell'occhio. Lo scotoma è causato da malattie della retina o del nervo ottico, il glaucoma.

Domande dei lettori

18 ottobre 2013, 17:25 Buon pomeriggio, per favore ditemi, a mia nonna è stato diagnosticato il glaucoma, è stata ricoverata in ospedale per 10 giorni, le hanno fatto iniezioni negli occhi e è stata dimessa, ma sfortunatamente mia nonna continua ad avere dolori, è normale, passerà più tardi o devo fare qualcosa?? Grazie in anticipo per la risposta.

Come funziona un impianto oculare bionico?

Questo sistema consente di compensare la perdita di sensibilità visiva con perdita della vista completa o incompleta. Per fare ciò, un impianto viene impiantato nell'occhio con una retina danneggiata - una protesi retinica, che integra la retina stessa con le cellule nervose intatte rimaste al suo interno.

In alcuni casi viene utilizzata una piastra a matrice polimerica con fotodiodi. Da esso vengono rimossi gli impulsi elettrici, che vengono trasmessi alle cellule nervose funzionanti vicine. Segnali analogici da immagine ottica su una retina artificiale, stimolano le cellule rimanenti.

L'immagine circostante viene formata utilizzando una videocamera posizionata sulla fronte, un display IR, occhiali speciali e un fotosensore polimerico con elettrodi e fori.

A completa cecità Uno dei componenti chiave del sistema sono gli occhiali speciali con fotocamera integrata. Le informazioni dalla telecamera vengono inviate a un videoprocessore che il paziente indossa alla cintura. Il processore converte l'immagine in un segnale e lo invia a un trasmettitore integrato negli occhiali. Questo trasmettitore invia quindi un segnale in modalità wireless a un ricevitore elettronico integrato nell'occhio e agli elettrodi fotosensori impiantati nella retina. Gli elettrodi fotosensori stimolano il funzionamento dei nervi ottici della retina. Segnali elettronici Di nervi ottici entrare nel cervello del paziente.

Successo nell'applicazione

Nell'agosto 2008 si è tenuto primo intervento di impianto oculare bionico chiamato Argus II, sviluppato da Second Sight, USA. Nell'ambito dello studio, il paziente era un inglese di 76 anni che, a causa di malattia ereditaria cieco da 30 anni. Dopo l'operazione, l'uomo ha cominciato a vedere degli sprazzi di luce e, secondo lui, ha imparato a distinguere i calzini bianchi e grigi da quelli neri.

Nel dicembre 2009, uno dei partecipanti al test nuova tecnologiaè diventato il 51enne residente britannico Peter Lane. Aveva dei fotosensori elettronici impiantati nei suoi occhi, che inviano segnali al suo cervello che vengono raccolti dagli occhiali. Grazie a questo, per la prima volta in 30 anni, l'uomo è riuscito a distinguere i contorni degli oggetti e a riconoscere le lettere.

Nel 2012, gli scienziati di Bionic Vision Australia hanno impiantato per la prima volta un prototipo di occhio bionico elettronico in una donna con malattia incurabile– distrofia pigmentaria retinica ereditaria. Questo sistema è dotato di 24 elettrodi e di un cavo che lo collega ad un dispositivo ricevente situato dietro l'orecchio. Lo svantaggio principale di questo prototipo è la capacità di trasmettere solo immagini in bianco e nero.

L'impianto migliorato Argus II è già disponibile per l'uso in Europa. L'operazione per installarlo dura 4 ore, il suo costo è di circa 115mila dollari. L'impianto è dotato di 60 elettrodi, che consentono di distinguere tra forme grezze di oggetti e lettere grandi, oltre a monitorare il movimento di un oggetto.

Retina Nano ha rilasciato un sistema chiamato Bio-Retina. L'operazione di impianto dura circa 30 minuti e viene eseguita sotto anestesia locale. Il sensore ha 576 elettrodi e consente al cervello di percepire i livelli di grigio.

Continuano i miglioramenti agli impianti oculari bionici. Aumentando il numero di elettrodi si migliorerà la risoluzione e migliorando i sensori si fornirà la visione a colori.