Зрение будущего: искусственные глаза, сетчатка и импланты в мозге

0
Посетите магазины партнеров:
KupiVIP Banggood INT

В 2018 году 39 миллионов человек остаются незрячими. Из-за наследственных заболеваний, старения тканей, инфекций или травм. Одна из главных причин — это заболевания сетчатки. Но наука развивается так быстро, что фантастика переходит из книг в лаборатории и операционные, снимая барьер за барьером. Ниже мы рассмотрим, какое грядущей ждет офтальмологию, как будут лечить (и уже лечат), возвращать зрение, диагностировать недуги и восстанавливать очи после операций.

Киборгизация: бионические глаза

Главный тренд офтальмологии будущего — бионические очи. В 2018 году уже существуют четыре успешных проекта, и искусственные глаза сейчас — далеко не картинка из футуристического фэнтези.


Зрение будущего: искусственные глаза, сетчатка и импланты в мозге

Кинофильм «Терминатор»

Самый интересный проект — это Argus II от Second Sight. Устройство состоит из импланта, очков, камеры, кабеля и видеопроцессора. Имплант, имеющий передатчик, вживляется в ретину. Носимая с очками камера фиксирует изображения, которые процессор обрабатывает, генерируя сигнал, передатчик импланта принимает его и стимулирует клетки ретины. Так реконструируется зрение. Разработка изначально предназначалась для больных макулодистрофией. Это возрастное заболевание, оно сопровождается немощным кровоснабжением центра сетчатки и приводит к слепоте.

В чем недостаток технологии? Устройство стоит баснословные 150 тысяч долларов и не возвращает зрение целиком, лишь позволяя различать силуэты фигур. По состоянию на 2017 год 250 человек носят Argus II, что, безусловно, ничтожно немного.

У Argus II есть аналоги. Например, Boston Retinal Implant. Он тоже создан специально для пациентов с макулодистрофией и пигментным ретинитом (разложением фоторецепторов ретины). Он работает по похожему принципу, направляя сигналы нервным клеткам и создавая схематичное изображение объекта. Стоит наименовать и IRIS, созданный для пациентов на последних стадиях деградации сетчатки. IRIS состоит из видеокамеры, носимого процессора и стимулятора. От них выделяется Retina Implant AG. Имплант улавливает фотоны и активирует зрительный нерв, при этом устройство обходится без внешней камеры.

Импланты в головном мозге

Как ни удивительно, лечить зрение можно, не касаясь глаз. Для этого достаточно вживить в мозг чип, который будет стимулировать куцыми электрическими разрядами зрительную кору. В этом направлении работает упомянутый выше Second Sight. Компания разработала альтернативную версию Argus II, какая совсем не затрагивает глаза и работает с мозгом напрямую. Девайс будет стимулировать нервные клетки током, извещая мозг о потоке света.

Зрение будущего: искусственные глаза, сетчатка и импланты в мозге

© VisualHunt.com

Ненастоящая сетчатка

Мы сказали, что пигментный ретинит поражает фоторецепторы сетчатки, из-за чего человек перестает воспринимать свет и слепнет. Это заболевание кодируется генетически. Ретина состоит из миллионов рецепторов. Мутация лишь в одном из 240 генов запускает их гибель и калечит зрение, даже если связанные с ней зрительные нейроны будут целы. Как быть в этом случае? Имплантировать новоиспеченную сетчатку. Искусственный аналог состоит из электропроводящего полимера с шелковой подложкой, завернутого в полимерный полупроводник. Когда упадает свет, полупроводник поглощает фотоны. Вырабатывается ток, и электрические разряды касаются нейронов сетчатки. Эксперимент с мышами показал, что при освещенности в 4—5 люксов, как в начине сумерек, мыши с имплантами реагируют на свет так же, как и здоровые грызуны. Томография подтвердила, что зрительная кора мозга крыс была деятельна. Неясно, будет ли разработка полезной для людей. Итальянский технологический институт (IIT) обещает отчитаться о итогах опытов в 2018 году.

Ошибка в коде

Носимые, вшиваемые и встраиваемые устройства — не единственная чаяние офтальмологии. Для того чтобы вернуть зрение, можно переписать генетический код, из-за ошибки в каком человек начал слепнуть. Метод CRISPR, который базируется на инъекции раствора с вирусом, тащащим правильный вариант ДНК, излечивает наследственные заболевания. Исправление кода позволяет бороться с возрастной дегенерацией ретины, а также с амаврозом Лебера — крайне редким недугом, убивающим светочувствительные клетки. В мире им мучается около 6 тысяч человек. Препарат Luxturna обещает покончить с ним. Он содержит раствор с правильной версией гена RPE65, шифрующего структуру необходимых белков. Это инъекционный препарат — его впрыскивают в глаз микроскопической иглой.

Диагностика и восстановление после операции

Сопровождающий нас повсюду смартфон — отличный инструмент для быстрой и точной диагностики. Например, синхронизированный со смартфоном офтальмоскоп Peek Vision позволяет мастерить снимки сетчатки где и когда угодно. А Google в 2016 году представил алгоритм анализа изображений, основанный на ненастоящем интеллекте, который позволяет выявлять признаки диабетической ретинопатии на снимках сетчатки. Алгоритм отыскивает тончайшие аневризмы, указывающие на патологию. Диабетическая ретинопатия — это тяжелое поражение сосудов сетчатой оболочки очи, ведущее к слепоте.

Будущее — за быстрым восстановлением после операций. Интересен препарат Cacicol, представленный турецкими исследователями в 2015 году. Их разработка снимает боль, повышенную чувствительность и жжение после операции на глазах. Препарат уже опробовали клинически: пациенты, каким сшивали роговицу (этот метод используется при лечении ее истончения — кератоконуса), отмечали снижение побочных эффектов.

Зрение будущего: искусственные глаза, сетчатка и импланты в мозге

Каким будет зрение грядущего?

Уже сейчас офтальмология достигла поразительных успехов: прежде неизлечимую слепоту можно обратить, а родовые заболевания побороть, переписав несколько участков генетического кода. В каком направлении будет шагать развитие? Попробуем предположить:

  • Лучше предотвратить, чем лечить. Окулист в смартфоне и нейронная сеть, устанавливающая диагноз, обещают заметно сократить риск запущенных и едва излечимых болезней глаз. Дополненная реальность (AR) позволит разносить медицинские знания в игровой и необременительной форме. Уже сейчас есть приложения AR, моделирующие последствия катаракты и глаукомы. Знание, как популярно, сила.
  • Заменить, если нельзя вылечить. Киборгизация — это ключевой медицинский тренд. Нынешние разработки неплохи, но они реконструируют зрение лишь отчасти, позволяя различать размытые контуры. В ближайшие десять лет технология будет шагать по пути повышения качества изображения и детализации. Важная задача — избавиться от носимых компонентов: камеры, очков, кабеля. Имплант должен сделаться мягче и, можно сказать, дружелюбнее для тканей человека, чтобы не ранить их. Вероятно, чипы без внешних вспомогательных элементов, вживляемые ровно в мозг, — это самая перспективная ветка киборгизации зрения.
  • Дешевле и доступнее: 150 тысяч долларов за конструкция пока делают бионические глаза очень далекими от рынка и недосягаемыми для большинства больных. Вытекающий шаг — сделать их максимально доступными.
  • Восстановление за часы: вживление чипов, коррекция сетчатки и даже исправление ДНК спрашивают хирургического вмешательства. Оно оставляет резь, жжение, фантомные боли и другие неприятные следствия. Препараты грядущего будут регенерировать поврежденные ткани за часы.
  • Фантастическое зрение для всех: мгновенный снимок с поддержкой глаза и сетчатка, подключенная к интернету, только сейчас выглядят как научная фантастика.

Посетите магазины партнеров:

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.