Люди, потерявшие зрение, сегодня имеют возможность пользоваться протезами.
Устройства изготовлены из миниатюрных электродов, вживляемых в глаз, и сенсоров, воспринимающих изображение.
Иногда чувствительные элементы устанавливаются возле органов зрения, но обеспечивается контакт с нервными волокнами для хорошей передачи импульсов к мозгу.
Содержание
Механизм работы
Бионический глаз изготовлен из полимерной матрицы, укомплектован фотодиодом. Чувствительный элемент улавливает малейшие электрические импульсы и передает их нервным клеткам. Сигналы превращаются в биоэлектрическую форму и взаимодействуют с нервными тканями в сетчатке.
Устройства, альтернативные полимерным матрицам:
- инфракрасные сенсоры;
- видеокамеры;
- специальные очки.
Эти элементы возобновляют работу периферического и центрального зрения. Видеокамера записывает изображение и переносит цифровые данные в конвертер. Сигналы преобразуются и отправляются на фотосенсор, встроенный в сетчатку пациента. Потом биоэлектрические импульсы в сетчатке естественным путем переносятся в нервную систему.
Как видит человек с бионическим глазом
Люди с имплантатами видят предметы и даже различают цвета. Современные устройства позволяют определить до 8 разных оттенков. При электрической стимуляции человек видит небольшие пятна света. Через чувствительные волокна проходит несколько биоэлектрических импульсов. Возникает явление под названием фосфен. Человек воспринимает световые лучи без видимого света, естественным образом проходящего через глаз. Это напоминает цвета, которые способны различать люди, когда закрывают глаза.
Бионический глаз работает с фосфенами и отображает сцены из окружающего мира, поэтому бионическое зрение отличается от естественного. Перед глазами появляются мигающие пятна и фигуры, которые изучаются пациентами для интерпретации новой окружающей среды, похожей на мигающую мозаику.
Сегодня бионические глаза позволяют определять расположение объектов, различать человеческие силуэты и дверные проемы.
Argus II
Бионический глаз изготовлен в Соединенных Штатах. Более 130 пациентов сегодня пользуются с этим устройством. Модель изготавливается из 2-х элементов: имплантат и вживленная в очки миниатюрная видеокамера. Все детали окружающего мира улавливаются сенсорами и передаются на процессор. В очках установлено средство беспроводной связи. Имплантат активирует работу сетчатки с помощью вживленных электродов. Информация через них передается напрямую в нервные волокна.
Пациенты учатся различать горизонтальные и вертикальные линии спустя неделю после начала использования. Постепенно качество зрения улучшается. Стоимость изделия 150000 фунтов. Ученые продолжают проводить исследования, совершенствовать механизмы воспроизводства зрительной информации.
Предыдущая разработка называлась Аргус 1. Современное устройство отличается от него большим количеством ячеек в чипе. Новая система более чувствительна и позволяет передавать на нервные волокна в 2 раза больше данных.
Имплантат использует 60 электродов, чтобы стимулировать оставшиеся здоровые клетки сетчатки пациента. Информация отправляется в зрительный нерв, восстанавливается способность различать цвета, форму и движение.
Имплантация бионического глаза в России
Имплантация цифровой сетчатки, взаимодействующей с бионическим глазом, проведена в России в 2017 году. Пациент, утративший зрение из-за наследственной патологии, снова различает окружающие предметы.
Бионические имплантаты получили свое название из-за взаимодействия электронной техники и биологического организма. Такие операции часто проводятся с органами слуха. Изготавливаются имплантаты для ушей, электроды которых вставляются в улитку для взаимодействия со слуховым нервом.
Преобразователь находится за ушной раковиной, улавливает звуки из окружающего пространства и перерабатывает их в биоэлектрические импульсы. Сигнал влияет на слуховой нерв и передается в клетки мозга.
Научно-исследовательский центр в области офтальмологии ФГБОУ ВО РНИМУ имени Н.И. Пирогова выбран производителем зрительных имплантатов для проведения первой в России операции. Руководитель этого центра заинтересовался бионическим глазом и предложил российским ученым ознакомиться с новой технологией. Специалисты получили возможность изучить работу зрительной системы под новым углом, провели основательную работу со зрительным анализатором.
Это один из действующих примеров восстановления связи с нервной системой через электронику. Впервые была восстановлена цепочка передачи импульсов, нарушенная заболеванием органов зрения. Главное направление в изучении вопроса протезирования – это повышение количества сенсоров на искусственной сетчатке для более подробного снабжения информацией нейронов.
Оцените материал по пятибалльной шкале!
(1 оценок, среднее: 2,00 из 5)Если у вас остались вопросы или вы хотите поделиться своим мнением, опытом - напишите комментарий ниже.