Mažytė belaidė mikroschema, esanti akies gale, kartu su pažangiais išmaniaisiais akiniais iš dalies atkūrė regėjimą žmonėms, kenčiantiems nuo pažangios su amžiumi susijusios geltonosios dėmės degeneracijos. Klinikiniame tyrime, kuriam vadovavo Stanfordo medicina ir tarptautiniai bendradarbiai, 27 iš 32 dalyvių sugebėjo skaityti per metus nuo implanto gavimo.
Naudodami skaitmenines funkcijas, tokias kaip reguliuojamas priartinimas ir padidintas kontrastas, kai kurie dalyviai pasiekė regėjimo ryškumą, panašų į 20/42 matymą.
Tyrimo išvados buvo paskelbtos spalio 20 d Naujosios Anglijos medicinos žurnalas.
Funkcinio regėjimo atkūrimo etapas
Implantas, pavadintas PRIMA ir sukurtas Stanfordo medicinoje, yra pirmasis akių protezavimo prietaisas, atkuriantis tinkamą regėjimą asmenims, kurių regėjimo praradimas kitaip nepagydomas. Ši technologija leidžia pacientams atpažinti formas ir modelius, regėjimo lygį, žinomą kaip formos regėjimas.
„Visi ankstesni bandymai aprūpinti regėjimą proteziniais prietaisais iš esmės lėmė jautrumą šviesai, o ne regėjimą“, – sakė oftalmologijos profesorius ir vienas iš vyresnysis šio straipsnio autorius Danielis Palankeris. „Esame pirmieji, pateikę formos viziją.”
Tyrimui vadovavo Pitsburgo universiteto medicinos mokyklos oftalmologijos profesorius José-Alain Sahel, MD, o pagrindinis autorius buvo Bonos universiteto (Vokietija) MD Frankas Holzas.
Kaip veikia PRIMA sistema
Sistemą sudaro dvi pagrindinės dalys: maža kamera, pritvirtinta prie akinių poros, ir belaidė mikroschema, implantuota tinklainėje. Fotoaparatas fiksuoja vaizdinę informaciją ir pro infraraudonųjų spindulių šviesą nukreipia ją į implantą, kuris paverčia ją elektriniais signalais. Šie signalai pakeičia pažeistus fotoreceptorius, kurie paprastai aptinka šviesą ir siunčia vaizdinius duomenis į smegenis.
PRIMA projektas atspindi dešimtmečius trukusias mokslines pastangas, apimančias daugybę prototipų, bandymus su gyvūnais ir pradinį bandymą su žmonėmis.
Pirmą kartą Palanker šią idėją sumanė prieš du dešimtmečius dirbdamas su oftalmologiniais lazeriais akių ligoms gydyti. „Supratau, kad turėtume pasinaudoti tuo, kad akis yra skaidri ir teikti informaciją šviesa“, – sakė jis.
„Įrenginys, kurį įsivaizdavome 2005 m., dabar nepaprastai gerai veikia pacientus.
Prarastų fotoreceptorių pakeitimas
Naujausio tyrimo dalyviai turėjo pažengusią su amžiumi susijusią geltonosios dėmės degeneraciją, vadinamą geografine atrofija, kuri palaipsniui naikina centrinį regėjimą. Šia liga serga daugiau nei 5 milijonai žmonių visame pasaulyje ir yra pagrindinė vyresnio amžiaus žmonių negrįžtamo aklumo priežastis.
Esant geltonosios dėmės degeneracijai, šviesai jautrios fotoreceptorių ląstelės centrinėje tinklainėje pablogėja, todėl periferinis regėjimas yra ribotas. Tačiau daugelis tinklainės neuronų, apdorojančių vaizdinę informaciją, lieka nepažeisti, o PRIMA išnaudoja šias išlikusias struktūras.
Vos 2 x 2 milimetrų dydžio implantas įdedamas į tinklainės sritį, kurioje buvo prarasti fotoreceptoriai. Skirtingai nuo natūralių fotoreceptorių, kurie reaguoja į matomą šviesą, lustas aptinka infraraudonąją šviesą, skleidžiamą iš akinių.
„Projekcija atliekama infraraudonųjų spindulių pagalba, nes norime įsitikinti, kad ji yra nematoma likusiems fotoreceptoriams, esantiems už implanto ribų“, – sakė Palanker.
Natūralaus ir dirbtinio regėjimo derinimas
Šis dizainas leidžia pacientams vienu metu naudotis savo natūraliu periferiniu regėjimu ir nauju protezuotu centriniu regėjimu, todėl pagerėja jų gebėjimas orientuotis ir judėti.
„Faktas, kad jie vienu metu mato protezuotą ir periferinį regėjimą, yra svarbu, nes jie gali susijungti ir visapusiškai panaudoti regėjimą“, – sakė Palanker.
Kadangi implantas yra fotovoltinis – elektros srovė generuoja tik šviesą – jis veikia belaidžiu būdu ir gali būti saugiai dedamas po tinklaine. Ankstesnėse dirbtinių akių prietaisų versijose reikėjo išorinių maitinimo šaltinių ir laidų, kurie tęsėsi už akies ribų.
Skaitymas Dar kartą
Naujajame tyrime dalyvavo 38 vyresni nei 60 metų pacientai, kuriems buvo geografinė atrofija dėl su amžiumi susijusios geltonosios dėmės degeneracijos ir blogesnis nei 20/320 regėjimas bent viena akimi.
Praėjus keturioms ar penkioms savaitėms po lusto implantavimo vienoje akyje, pacientai pradėjo naudoti akinius. Nors kai kurie pacientai iš karto pastebėjo modelius, visų pacientų regėjimo aštrumas pagerėjo per treniruočių mėnesius.
„Gali prireikti kelių mėnesių treniruočių, kad pasiektumėte aukščiausią našumą – tai panašu į tai, ko reikia kochleariniams implantams, norint įvaldyti klausos protezavimą”, – sakė Palanker.
Iš 32 pacientų, baigusių vienerius metus trukusį tyrimą, 27 mokėjo skaityti, o 26 parodė kliniškai reikšmingą regėjimo aštrumo pagerėjimą, kuris buvo apibrėžtas kaip gebėjimas perskaityti bent dvi papildomas eilutes standartinėje akių diagramoje. Vidutiniškai dalyvių regėjimo aštrumas pagerėjo 5 eilutėmis; viena patobulinta 12 eilučių.
Dalyviai naudojo protezą kasdieniame gyvenime skaitydami knygas, maisto etiketes ir metro ženklus. Akiniai leido jiems reguliuoti kontrastą ir ryškumą bei padidinti iki 12 kartų. Du trečdaliai pranešė apie vidutinį ar didelį naudotojų pasitenkinimą įrenginiu.
Devyniolika dalyvių patyrė šalutinį poveikį, įskaitant akių hipertenziją (aukštą akispūdį), periferinės tinklainės plyšimus ir subretinalinį kraujavimą (kraujo kaupimąsi po tinklaine). Nė vienas nekėlė pavojaus gyvybei ir beveik visi išnyko per du mėnesius.
Ateities vizijos
Kol kas PRIMA įrenginys užtikrina tik nespalvotą vaizdą, be jokių atspalvių tarp jų, tačiau „Palanker“ kuria programinę įrangą, kuri netrukus įgalins visą pilkų atspalvių spektrą.
„Pirmas numeris pacientų pageidavimų sąraše yra skaitymas, bet antrasis, labai arti atsilikimo, yra veido atpažinimas“, – sakė jis. „Ir veido atpažinimui reikia pilkos spalvos tonų“.
Jis taip pat kuria lustus, kurie suteiks didesnės raiškos viziją. Rezoliuciją riboja lusto pikselių dydis. Šiuo metu pikseliai yra 100 mikronų pločio, kiekviename luste yra 378 pikseliai. Naujoji versija, jau išbandyta su žiurkėmis, gali turėti net 20 mikronų pločio pikselių, o kiekviename luste yra 10 000 pikselių.
„Palanker“ taip pat nori išbandyti įrenginį dėl kitų tipų aklumo, kurį sukelia prarasti fotoreceptoriai.
„Tai pirmoji lusto versija, o skiriamoji geba palyginti maža“, – sakė jis. „Kitos kartos lustas su mažesniais pikseliais turės geresnę skiriamąją gebą ir bus derinamas su dailiau atrodančiais akiniais.
Lustas su 20 mikronų pikselių gali suteikti pacientui 20/80 regėjimą, sakė Palanker. „Tačiau naudojant elektroninį priartinimą jie gali pasiekti 20/20.”
Bonos universiteto (Vokietija) mokslininkai; Hôpital Fondation A. de Rothschild, Prancūzija; Moorfields Eye Hospital ir University College London; Liudvigshafeno akademinė mokymo ligoninė; Romos Tor Vergata universitetas; Liubeko universiteto Šlėzvigo-Holšteino medicinos centras; L'Hôpital Universitaire de la Croix-Rousse ir Université Claude Bernard Lyon 1; Azienda Ospedaliera San Giovanni Addolorata; Centre Monticelli Paradis ir L'Université d'Aix-Marseille; Kréteil ir Henri Mondor ligoninė tarp bendruomenės; Knappschaft ligoninė Saar; Nanto universitetas; Tiubingeno universitetinė akių ligoninė; Miunsterio universiteto medicinos centras; Bordo universitetinė ligoninė; Hôpital National des 15-20; Erasmus universiteto medicinos centras; Ulmo universitetas; Mokslo korporacija; Kalifornijos universitetas, San Franciskas; Vašingtono universitetas; Pitsburgo universiteto medicinos mokykla; ir Sorbonos universitetas prisidėjo prie tyrimo.
Tyrimą finansavo Science Corp., Nacionalinis sveikatos ir priežiūros tyrimų institutas, Moorfields Eye Hospital National Health Service Foundation Trust ir Londono universiteto koledžo oftalmologijos institutas.
Nuoroda į informacijos šaltinį
