Efektivní protetická retinální zarízení pro slepotu

Sborník Národního akademie ved (PNAS) hlásí velký prulom dvema výzkumníky Weill Cornell Medical College v dlouhodobém úsilí o obnovení zraku. Tým se podarilo desifrovat nervový kód sítnice z mysi a spojil tuto informaci s novým protetickým prístrojem, který obnovil videní pro slepé mysi. Oni hlásili, ze také desifrovali kód pro opicí opici, který je víceméne identický s lidskou, a doufají, ze v blízké budoucnosti mohou navrhnout a otestovat zarízení pro slepé lidi k pouzití.
Na rozdíl od aktuálne dostupných protetických pomucek, které poskytují nevidomým uzivatelum skvrny a okraje svetla, které jim pomáhají navigovat, má toto nové zarízení kód obnovení normálního videní, který je tak presný, umoznuje rozpoznávání vlastností obliceje a umoznuje zvíratum sledovat pohyblivé obrazy.
Vedoucí vedecká pracovnice Dr. Sheila Nirenbergová, výpocetní neurologka Weill Cornell, hypotéza, ze jeden den slepí lidé mohou nosit podobný stít, jako je ten, který se pouzívá na Star Trek, který vychází z osvetlení a pouzívá pocítacový cip, který premenuje svetlo na kód , který mozog pak muze prelozit do obrazu.
Dr. Nirenberg, profesor na katedre fyziologie a biofyziky, v Institutu pro výpocetní biomedicínu Weill Cornell, uvedl: "Je to vzrusující doba. Muzeme videt slepé mysí retiny a my se pohybujeme co nejrychleji delat totéz u lidí. "
Tento nový objev nabízí nadeji pro 25 milionu slepých lidí po celém svete, jejichz oslepnutí bylo zpusobeno onemocneními sítnice a jejichz jediná nadeje na získání zraku spocívá v protetickém zarízení.
Dr. Nirenberg vysvetluje: "Jedná se o první protetiku, která má potenciál zajistit normální nebo témer normální videní, protoze obsahuje kód."

Objevování kódu

Pri normálním videní svetlo dopadá na fotoreceptory na povrchu sítnice, které jsou poté zpracovány obvodem sítnice a premeneny na kód neurálních impulsu, které následne prenásejí do mozku gangliové bunky sítnice (výstupní bunky). Mustek pak prekládá tyto kódy neurálních impulsu do smysluplných obrazu.
Nemoci sítnice, které zabíjejí fotoreceptory a znicí obvod sítnice, jsou castými duvody pro slepotu. Obvykle vsak tato onemocnení neposkozují gangliové bunky sítnice. Prostatetika, která je v soucasné dobe k dispozici, obvykle funguje tím, ze rídí tyto prezívající bunky. Slepé oko pacienta je implantováno elektrodami, které stimulují gangliové bunky proudem, který vede k produkci hrubých vizuálních polí.

Podstatné mnozství výzkumu se provádí na zlepsení výkonu implantací více stimulátoru do oka pacienta, v nadeji, ze tyto bunky aktivují více bunek ganglií v poskozené tkáni a zlepsí kvalitu vytvorených obrazu. Jiní výzkumníci experimentují s pouzitím svetlo citlivých proteinu, které jsou zavedeny do sítnice genovou terapií jako alternativní zpusob, jak stimulovat bunky. Jakmile jsou tyto proteiny zavedeny do oka, mohou tyto proteiny najednou zamírit na mnoho gangliových bunek.
Dr. Nirenberg zduraznuje, ze existuje dalsí kritický faktor, který ríká: "Nejen, ze je nutné stimulovat velké mnozství bunek, ale také musí být stimulovány správným kódem, který si sítnice normálne pouzívá pro komunikaci s mozkem." Tento konkrétní kód je lámací objev, který Weill vedci ucinili a které zaclenili do nového protetického systému.
Vysvetlila, ze vsechny svetelné vzory, které spadají na sítnici, musely být premeneny na obecný kód, soubor rovnic - který zmení vzory svetla na vzory elektrických impulzu. Ríká: "Lidé se pokousejí najít kód, který to delá za jednoduché podnety, ale vedeli jsme, ze to musí být zobecnitelné, aby bylo mozné pracovat na vsechno - na tvárích, na krajine, na vsechno, co clovek vidí."

Vision = Chip Plus Gene Therapy

Myslenka uplatnení kódu na protetiku ucinila Dr. Nirenberg pri práci na kódu z jiného duvodu a ona i její tým okamzite sledovali myslenku zavedením matematických rovnic na "cip" a kombinací s cipkou miniprojektor. Cip funguje jako "enkodér" konverzí obrazu, které vstupují do oka do proudu elektrických impulzu, zatímco mini-projektor premenuje tyto elektrické impulsy na svetelné impulsy, které pohání proteiny citlivé na svetlo, které byly zavedeny do gangliových bunek, které v odpovedi prenásejí kód do mozku.
Oni zkouseli celou svou teorii na mysi tím, ze staví dva protetické systémy, z nichz jeden mel kód a druhý bez. Dr. Nirenberg uvedl: "Zapracování kódu melo dramatický dopad. Výkon systému preskocil az na témer normální úroven - to znamená, ze v systému bylo dostatek informací o rekonstrukci obrazu obliceje, zvírat - v podstate vsechno, co jsme se pokouseli. "
Po provedení rozsáhlé rady experimentu zjistili, ze vzory vytvárené slepými sítnicemi u mysí se velmi blízí vzorum produkovaným normálními retinami mysí.
Dr. Nirenbeck vysvetluje: "Duvod, proc tento systém funguje, je dvojnásobný. Kodér - soubor rovnic - je schopen napodobit transformace sítnice pro sirokou skálu podnetu, vcetne prírodních scén, a tak vytváret normální vzory elektrických impulzu, a stimulátor (protein citlivý na svetlo) je schopen poslat tyto pulzy az do mozku. Co tyto poznatky ukazují je, ze kritické prísady pro vytvárení vysoce efektivního protetického retinálního systému - sítnicového kódu a metody stimulace s vysokým rozlisením - jsou nyní do znacné míry na míste. "
Nová protéza sítnice se musí podrobit lidským klinickým zkouskám s cílem posoudit bezpecnost komponenty genové terapie, která dodává protein citlivý na svetlo, ale Nirenberg je optimistický, ze je bezpecný, protoze podobné genové terapeutické vektory byly úspesne testovány na jiné nemoci sítnice. "Je to naprosto vzrusující. Nemuzu se dockat, az zacnu tento prístup pacientum."
Dr. Nirenberg a její asistentka Dr. Pandarinath podali patentovou prihlásku pro protetický systém podanou na Cornellove univerzite.
Napsal Petra Rattue