Penglihatan dikembalikan kepada dua penduduk Chelyabinsk yang buta dengan bantuan mata bionik

Retina yang terbuat dari photocells perovskite memberikan gambar hanya seratus piksel, tetapi bertindak balas terhadap cahaya lebih cepat daripada semula jadi.

Percubaan untuk membuat analog mata buatan sepenuhnya telah dilakukan berulang kali, tetapi alat seperti itu lebih rendah dari segi mata. Katakan kita mempunyai unsur reseptor sensitif cahaya buatan, mereka masih perlu diletakkan dengan betul. Sekiranya mereka hanya berbaring di atas satah rata, maka sebahagian besar cahaya yang melewati lensa (lensa buatan) akan tersebar. Agar ketajaman mata seperti itu dapat dibandingkan dengan mata yang sebenarnya, fotoreseptornya harus berkubah, seperti pada retina sebenar, yang melapisi "latar belakang" belahan mata kita. Bentuk mata bulat, di mana retina melapisi permukaan dalaman. Sekiranya anda membengkokkan retina yang rata, anda perlu mengorbankan sebahagian dari photocell - ketumpatannya harus dikurangkan sehingga ada tempat di matriks kerana ia boleh dimampatkan dan diregangkan..

Penyelidik di Universiti Sains dan Teknologi Hong Kong telah keluar dari ini dengan menyuntikkan sel solar ke dalam mikropori membran pembawa yang sudah melengkung yang terbuat dari alumina. Ini memungkinkan untuk menanam unsur-unsur fotosensitif jauh lebih padat daripada pada mata buatan sebelumnya: ketumpatan photocells adalah 4,6 × 10 8 per sentimeter persegi, yang jauh lebih tinggi daripada ketumpatan fotoreseptor di retina mata manusia - kira-kira 10 7 per sentimeter persegi. Photocell adalah nanowire yang terbuat dari jenis perovskite yang terdiri dari formamidine, yodium, dan plumbum. Kornea dan iris terbuat dari aluminium yang dilapisi dengan filem tungsten, ruang antara lensa dan "retina", yang pada mata biasa diisi dengan vitreous, di mata buatan dipenuhi dengan larutan ionik yang membantu reaksi elektrokimia pada fotoreseptor perovskite.

Peranan saraf optik dimainkan oleh wayar yang terbuat dari campuran cecair logam galium dan indium, yang tertutup sarung getah. Kabel saraf bersentuhan dengan kawat nanoweptor fotoreseptor melalui pad indium. Dan walaupun secara teorinya resolusi retina buatan harus lebih besar daripada pada pandangan mata biasa kita (kerana ia mempunyai kepadatan fotoreseptor yang lebih tinggi), sebenarnya ini tidak berlaku. Faktanya ialah setiap wayar saraf setebal kira-kira 700 mikrometer dan secara bersamaan mengumpulkan isyarat dari beberapa fotoreseptor. Sebenarnya, pada mata manusia, isyarat juga sebahagiannya dijumlahkan dan rata-rata - kerana impuls dari beberapa batang reseptor (tetapi bukan kerucut) mengalir ke satu sel mediator. Walaupun demikian, satu piksel gambar yang diperoleh dari mata tiruan jauh lebih besar daripada piksel yang mengirimkan yang semula jadi ke otak mata: hanya 100 kabel-saraf yang terhubung ke retina, jadi gambar itu hanya terdiri dari seratus piksel.

Tetapi dalam aspek lain, mata tiruan itu sebanding dengan yang sebenarnya, dan dalam beberapa hal melampaui mata. Sebuah artikel di Nature menyatakan bahawa bidang pandangan mata buatan hampir sama luas dan had kepekaan yang lebih rendah sama dengan yang semula jadi, iaitu mata tiruan dapat dilihat dalam cahaya yang sangat redup. Tetapi reaksi terhadap cahaya pada mata buatan lebih cepat: reseptor fotonya bertindak balas terhadap denyutan cahaya pada 19.2 milisaat, dan kembali ke keadaan semula dalam sekurang-kurangnya 23.9 milisaat, tanpa mengira panjang gelombang gelombang cahaya. Diperlukan 40 hingga 150 milisaat untuk reseptor manusia bertindak balas dan kembali ke keadaan asalnya. Secara amnya, mata tiruan bertindak balas terhadap cahaya dengan lebih cepat..

Seperti yang ditulis portal Nature, belum jelas berapa lama mata itu dapat berfungsi. Penulis karya mengatakan bahawa ia berfungsi normal selama sembilan jam tanpa rehat, tetapi secara umum, alat elektrokimia diketahui keletihan dari masa ke masa. Mungkin, pada jarak waktu yang lebih lama, mata tiruan akan mula kelihatan lebih buruk. Tetapi jika mata ternyata tahan lama, jika memungkinkan untuk menghubungkannya ke seratus wayar, dan seribu atau, apa yang baik, sejuta, dan jika tidak sukar untuk menghasilkan retina perovskite seperti sekarang (dan sekarang mahal dan memakan masa untuk membuatnya), maka buatan itu mata akan segera dilihat jika tidak pada manusia, maka sekurang-kurangnya pada robot.

Mata Bionik - sistem visual buatan

Mata Bionik - apa itu? Inilah persoalan yang timbul di kalangan orang yang pertama kali menemui istilah ini. Dalam artikel ini, kami akan menjawabnya secara terperinci. Oleh itu, mari kita mulakan.

Definisi

Mata bionik adalah alat yang membolehkan orang buta membezakan sejumlah objek visual dan mengimbangi kekurangan penglihatan dalam jumlah tertentu. Pakar bedah menanamkannya di mata yang rosak sebagai prostesis retina. Oleh itu, mereka menambah neuron utuh yang dipelihara di retina dengan fotoreseptor buatan..

Prinsip operasi

Mata bionik terdiri daripada matriks polimer yang dilengkapi dengan fotodioda. Ia merakam impuls elektrik yang lemah dan menghantarnya ke sel saraf. Maksudnya, isyarat diubah menjadi bentuk elektrik dan mempengaruhi neuron yang terpelihara di retina. Matriks polimer mempunyai alternatif: sensor inframerah, kamera video, cermin mata khas. Peranti yang disenaraikan dapat mengembalikan fungsi penglihatan periferal dan pusat.

Kamera video yang dibina di dalam gelas merakam gambar dan menghantarnya ke pemproses penukar. Dan pada gilirannya, menukar isyarat dan mengirimkannya ke penerima dan fotosensor, yang ditanamkan ke dalam retina pesakit. Dan hanya dengan itu impuls elektrik dihantar ke otak pesakit melalui saraf optik..

Kekhususan persepsi gambar

Selama bertahun-tahun penyelidikan, mata bionik telah mengalami banyak perubahan dan peningkatan. Pada model awal, gambar itu dihantar dari kamera video terus ke mata pesakit. Isyarat tersebut dirakam pada matriks fotosensor dan melalui sel saraf ke otak. Tetapi terdapat satu kelemahan dalam proses ini - perbezaan dalam persepsi gambar oleh kamera dan bola mata. Iaitu, mereka tidak berfungsi secara serentak..

Pendekatan lain adalah seperti berikut: pertama, maklumat video dikirim ke komputer, yang mengubah gambar yang terlihat menjadi denyut inframerah. Mereka dipantulkan dari kaca mata dan jatuh melalui lensa ke retina pada sensor cahaya. Secara semula jadi, pesakit tidak dapat melihat sinar inframerah. Tetapi kesannya serupa dengan proses pemerolehan gambar. Dengan kata lain, ruang yang boleh diakses terbentuk di hadapan orang yang mempunyai mata bionik. Dan ia berlaku seperti ini: gambar yang didapatkan dari fotoreseptor bertindak mata ditumpangkan pada gambar dari kamera dan diproyeksikan ke retina.

Piawaian baru

Setiap tahun teknologi bioperubatan berkembang pesat. Pada masa ini, mereka akan memperkenalkan standard baru untuk sistem penglihatan buatan. Ini adalah matriks, di mana setiap sisi akan mengandungi 500 photocell (9 tahun yang lalu hanya ada 16). Walaupun, jika kita membuat analogi dengan mata manusia, yang mengandungi 120 juta batang dan 7 juta kerucut, maka potensi pertumbuhan selanjutnya menjadi jelas. Perlu diperhatikan bahawa maklumat dihantar ke otak melalui berjuta-juta ujung saraf, dan kemudian retina memprosesnya secara bebas..

Argus II

Mata bionik ini dikembangkan dan dibuat di Amerika Syarikat oleh syarikat Clairvoyance. 130 pesakit dengan retinitis pigmentosa telah memanfaatkannya. Argus II terdiri daripada dua bahagian: kamera video mini yang dibina di dalam cermin mata dan implan. Semua objek di sekitarnya dirakam pada kamera dan dihantar ke implan melalui pemproses tanpa wayar. Nah, implan dengan bantuan elektrod mengaktifkan sel retina pesakit, menghantar maklumat terus ke saraf optik.

Pengguna mata bionik dapat dengan jelas membezakan antara garis mendatar dan menegak setelah seminggu. Pada masa akan datang, kualiti penglihatan melalui peranti ini hanya meningkat. Argus II berharga 150 ribu pound sterling. Walau bagaimanapun, penyelidikan tidak berhenti, kerana pemaju menerima pelbagai geran. Secara semula jadi, mata tiruan masih belum sempurna. Tetapi saintis melakukan segala-galanya untuk meningkatkan kualiti gambar yang dihantar..

Mata Bionik di Rusia

Pesakit pertama yang menerima alat tersebut di negara kita adalah penduduk Chelyabinsk yang berusia 59 tahun, Alexander Ulyanov. Operasi itu berlangsung selama 6 jam di Pusat Ilmiah dan Klinik Otorhinolaryngology FMBA. Pakar oftalmologi terbaik di negara ini mengikuti tempoh pemulihan pesakit. Selama ini, impuls elektrik selalu dihantar ke cip yang dipasang oleh Ulyanov dan reaksi dipantau. Alexander menunjukkan keputusan yang sangat baik.

Sudah tentu, dia tidak membezakan antara warna dan tidak melihat banyak objek yang tersedia untuk mata yang sihat. Ulyanov melihat dunia di sekelilingnya kabur dan hitam putih. Tetapi ini cukup baginya untuk kebahagiaan mutlak. Bagaimanapun, sejak 20 tahun kebelakangan ini, seorang lelaki secara umumnya buta. Dan sekarang hidupnya diubah sepenuhnya oleh mata bionik yang terpasang. Kos operasi di Rusia ialah 150 ribu rubel. Nah, ditambah dengan harga mata itu sendiri, yang ditunjukkan di atas. Sejauh ini, peranti ini dihasilkan hanya di Amerika, tetapi lama kelamaan, analognya akan muncul di Rusia.

Kontur masa depan: bagaimana teknologi moden mengembalikan visi kepada orang yang benar-benar buta

"Ketika saya pertama kali melihat seorang lelaki, saya berfikir:" Bagaimana itu! Tidak mungkin! "Saya menanggalkan cermin mata saya - saya tidak dapat melihat apa-apa. Saya memakainya - seorang lelaki berdiri di hadapan saya.".

Grigory Ulyanov, 58, dari Chelyabinsk, menjadi pesakit pertama di Rusia yang menerima mata bionik. Dia dikendalikan pada musim panas lalu. Dan pada bulan Disember di negara kita, operasi kedua dilakukan untuk menanam alat unik - pemilik implan itu adalah rakan senegara Grigory Antonina Zakharchenko. Sekarang, untuk melihat, mereka hanya perlu memakai alat dalam bentuk cermin mata, dan kemudian proses pemindahan gambar ke otak bermula.

Semasa membuat peranti, para pemaju memilih bentuk kacamata yang sudah biasa, yang tidak menarik perhatian. Keseluruhan sistem terdiri daripada unsur luaran dan dalaman. Peranti luaran: kamera mikro, yang berada dalam gelas, dan transduser berukuran telefon bimbit, yang dipasang pada tali pinggang.

"Penukar menukar gambar visual menjadi maklumat digital, yang dikembalikan ke cermin mata," kata pakar oftalmologi yang melakukan operasi unik itu, Hristo Tahchidi..

Operasi untuk menyuntik unsur dalaman ke dalam mata memakan masa selama enam jam. Kesukarannya adalah selama ini para doktor harus melakukan beberapa operasi: penggantian lensa dan badan vitreous, kemudian pemasangan keseluruhan struktur pada bola mata. "Secara relatifnya, ini adalah pembalut di sekitar khatulistiwa bola mata, di mana mikrantenna dan mikrotransduser dilampirkan. Kemudian mikrocip dengan mikrokabel ditanamkan ke dalam mata melalui mikroincis. Mikrocip ditanamkan pada retina dan terpaku," sambung Hristo Tahchidi.

Kesukaran kedua adalah dalam format mikro itu sendiri. Satu pergerakan yang salah mengancam akan mengakibatkan kerosakan pada struktur, dan kerapuhan bahagian memerlukan ketepatan dan tekanan yang luar biasa. "Microcable mengandungi 60 wayar mikroskopik yang menuju ke bilangan elektrod microchip yang sama. Sekiranya anda membengkokkan kabel ini dua atau tiga kali, beberapa serat akan pecah, jika anda mencubitnya dengan pinset, anda boleh menggigit beberapa gentian. Oleh itu, semua manipulasi dilakukan dengan jumlah pergerakan yang terhad, dan semua instrumen dibungkus dalam tiub silikon, "kata doktor.

Walau bagaimanapun, di Pusat Penyelidikan Ilmiah Oftalmologi Institut Pengajian Tinggi Belanjawan Negeri Persekutuan diberi nama V.I. N.I. Pembedahan Pirogov dilakukan dengan petunjuk terbaik yang mungkin. "Hasil yang sangat baik dipertimbangkan jika lima elektrod hilang selama operasi seperti itu," kata Hristo Takhchidi. "Dalam kedua-dua kes, kita mempunyai sifar. Strukturnya ternyata dalam keadaan umum.".

Mata bionik dapat mengembalikan penglihatan pada orang dengan bentuk penyakit keturunan yang teruk - retinitis pigmentosa, di mana penglihatan secara beransur-ansur hilang seiring bertambahnya usia.

Grigory Ulyanov mengalami masalah penglihatan pertamanya pada usia lima tahun, keadaannya menjadi rumit oleh kemerosotan pendengarannya selepas selesema. "Saya diam tentang masalah penglihatan saya, saya tidak memberitahu siapa pun tentang hal itu," kenang Grigory dalam temu bual dengan TASS. "Tetapi orang-orang di sekitar mereka menyedari pendengaran saya yang lemah. Kerana dia, saya tidak berjaya belajar." Akibatnya, remaja itu dihantar dari sekolah yang paling dekat dengan kampung Bashkir di Mesyagutovo ke Ufa, ke sekolah berasrama penuh untuk pendengaran.

Penglihatan terus merosot seiring bertambahnya usia. Grigory terpaksa meninggalkan Loji Chelyabinsk Tractor. "Beberapa tahun kemudian, penglihatan saya jatuh lebih banyak - saya tidak lagi dapat berjalan tanpa tongkat. Dan pada tahun 1996-1997 saya akhirnya buta," kata Grigory.

Kisah Antonina Zakharchenko yang berusia 57 tahun sangat mirip dengan nasib Grigory - belajar di sekolah luar bandar, kemudian pindah ke sekolah berasrama penuh untuk pendengaran, mendapat kecacatan dan diberhentikan dari tadika kerana masalah penglihatan. Pada tahun 2004, Antonina buta sepenuhnya.

Wanita itu dan suaminya mendapat tahu bahawa teknologi moden mengembalikan penglihatan di Internet.

"Tahun lalu kami membaca bahawa orang-orang dioperasikan pada mata mereka, penglihatan mereka dipulihkan," kata Antonina. "Kami menjadi tertarik dan mendapati bahawa ada kemungkinan untuk mengajukan permohonan kepada Yayasan untuk Sokongan Orang Buta pekak" So-Unity ". Permohonan kami diterima, saya ditawari untuk menjalani pemeriksaan. Akibatnya, jawapannya adalah bahawa saya dapat melakukan operasi ".

Grigory belajar tentang peluang untuk mulai melihat lagi dari Natalia Zalevskaya, wakil ketua Organisasi Awam Daerah Orang Buta Pekak "Elvira". "Dia membacanya di suatu tempat di Internet. Pada mulanya saya tidak memahami apa yang dipertaruhkan, - ada kacamata yang anda pakai dan melihat dunia di sekitar anda dalam warna hitam dan putih," kenang Grigory.

Antonina mengakui bahawa tidak ada keraguan sama ada operasi itu harus dijalankan. "Ya, pada masa itu masih belum jelas bagi saya apa itu," katanya. "Tetapi saya benar-benar buta, tetapi saya ingin melihat.".

Dua minggu selepas operasi, ketika keradangan reda dan proses biologi di dalam mata pulih, doktor Pusat Penyelidikan Oftalmologi di N.N. N.I. Pirogov pertama kali menghidupkan peranti untuk melihat bagaimana mata bionik berakar pada pesakit mereka.

"Objek pertama yang saya lihat adalah garis besar seseorang. Saya melihat garis besar orang, di antaranya banyak," kenang Grigory. "Secara beransur-ansur saya mula melihat kacamata, sudu dan banyak benda lain. Saya terbiasa dengan penglihatan baru dalam dua atau tiga bulan. Sebelum operasi, saya praktikal Saya tidak melihat apa-apa. Selepas dia, saya mula membezakan objek ".

"Ini hanya permulaan"

Sekarang modul yang ditanamkan di mata memungkinkan seseorang untuk melihat dunia hanya dalam warna hitam dan putih dalam bentuk garis besar. "Objek itu sendiri seperti bidang putih, tetapi di tepinya semuanya hitam, - menggambarkan Grigory. - Saya dapat mengambilnya di tangan saya, misalnya, pena, telefon. Di jalan saya melihat sempadan, lubang, kontur orang. Ini jauh lebih baik daripada tidak tidak melihat apa-apa ".

"Perkara pertama yang saya lihat adalah kilatan. Saya berfikir:" Akhirnya, saya sekurang-kurangnya dapat melihat sesuatu! "- mengingatkan kesan pertama menggunakan mata bionik Antonin Zakharova. - Sekarang saya memakai cermin mata di rumah dan memakainya. ternyata membezakan antara dinding, pintu, dan anda dapat melihat apakah seseorang menghampiri ".

Sejauh ini, operasi dilakukan hanya dengan diagnosis retinitis pigmentosa dan pada tahap penyakit tertentu - ketika seseorang masih merasakan cahaya, tetapi tidak dapat lagi menentukan sumbernya. Pada tahap inilah retinitis pigmentosa berkembang di Gregory dan Antonina.

Walau bagaimanapun, para pakar yakin: dalam masa terdekat, teknologi akan membolehkan orang kurang upaya fizikal - dengan buta dan tuli - untuk melihat dunia dengan cara yang hampir sama seperti orang yang sihat melihatnya..

Namun, mata bionik, yang ditanamkan ke Gregory dan Antonina, sudah menjadi model kedua dari implan retina - Argus II dengan 60 elektrod. Argus pertama saya menyertakan hanya 30 elektrod. Secara keseluruhan, kira-kira 300 operasi implantasi mata bionik telah dilakukan di seluruh dunia.

"Elektrod seperti piksel di komputer," jelas Hristo Tahchidi. "Mereka bertanggungjawab untuk kejelasan gambar." Grigory Ulyanov menjadi pesakit ke-41 di dunia dengan sistem Argus II, Antonina - ke-56. Sudah, pakar sedang berusaha untuk membuat model baru Argus III, yang akan mengirimkan gambar lebih dari 200 elektrod.

"Ingat bagaimana telefon bimbit atau komputer pertama," kata Hristo Periklovich. "Sudah tentu, seiring berjalannya waktu, peranti ini akan memancarkan gambar berwarna. Sekarang kita telah menjawab soalan yang paling penting - adakah mungkin untuk menghantar maklumat visual ke otak menggunakan elektronik moden. Kita sudah belajar untuk melakukan ini dengan jayanya dan kami ingin melangkah lebih jauh, jadikan warna gambar dan jelas - sedekat mungkin dengan idea-idea biasa tentang dunia di sekitar kita. Ini sudah menjadi tugas teknikal untuk masa terdekat. ".

Pergerakan ke arah dunia mikro

Namun, pada mulanya bahkan Hristo Takhchidi, pakar oftalmologi negara yang terkenal, seorang pelajar dan pengganti pakar bedah mata terkenal Svyatoslav Fedorov, tidak segera mengambil idea tentang mata bionik, setelah membacanya beberapa tahun yang lalu di sebuah majalah.

"Persembahannya tidak profesional, cetek. Saya melihat, dan itu tidak memberi keyakinan pada diri saya," kata Hristo Periklovich. "Nampaknya ini adalah salah satu idea yang muncul dan keluar.".

Kali kedua profesor menemui mata bionik adalah pada tahun 2015, ketika dia sudah bekerja sebagai pengarah Pusat Penyelidikan Oftalmologi V.I. N.I. Pirogov, ketua bahagian saintifik dan klinikal oftalmologi, ketika dia menerima jemputan dari wakil pengeluar mata bionik Second Sight Medical ke persidangan ilmiah.

Peranti pertama ini, yang dirancang untuk mengembalikan penglihatan kepada orang buta, dikembangkan di Jerman pada akhir abad kedua puluh. Walau bagaimanapun, kes itu tidak sampai ke bahagian klinikal ketika itu. Dan prostesis retina Argus yang digunakan dalam praktik dicipta oleh Mark Amerika Humayun..

"Setelah pergi ke sana, setelah berbincang dengan jurutera yang membuat alat ini, saya memahami idea utamanya: dengan bantuan mata bionik, maklumat dihantar ke otak, dan otak melihat dan bertindak balas terhadap maklumat buatan ini dari mikrokamera," kata doktor. "Ini adalah soalan yang paling penting. dalam kisah ini ".

Selepas itu, berdasarkan Pusat Ilmiah dan Klinik Otorhinolaryngology FMBA Rusia, di mana Pusat Penyelidikan Oftalmologi dari N.N. N.I. Pirogov, dan persiapan bermula untuk operasi yang unik. "Selama ini, pusat diuji, mereka datang ke klinik, melihat peralatannya," kata Profesor Takhchidi. "Ini adalah satu operasi, jadi syarikat itu hanya memberikan klinik ke kelas tinggi. Kini operasi seperti ini dilakukan di beberapa klinik dan negara di dunia.".

Hristo Takhchidi telah mengkaji kawasan mata yang paling tidak dapat diakses - retina - sejak tahun 1980-an dan merupakan salah satu pakar pertama dan terkemuka dalam bidang pembedahan vitreoretinal.

"Selama hampir seribu tahun, pembedahan mata hanya berkembang di segmen anterior - apa yang ada dan apa yang boleh anda dekati," kata doktor. "Tetapi kami secara praktikal tidak tahu bagaimana masuk ke dalam mata, sampai ke retina dan memanipulasi di sana sehingga akhir abad yang lalu.".

Percubaan pertama untuk mencapai retina melalui sayatan kecil pada bola mata bermula pada tahun 1960-1970an. Pada masa itulah mereka mula mengambil langkah pertama dalam pengembangan kawasan yang paling tidak dikaji pada segmen posterior mata, muncul unsur-unsur pembedahan vitreoretinal..

"Peranti pertama yang membolehkan kita mengisar badan vitreous dan mengeluarkannya sepenuhnya, vitreotomes, kita ada buatan sendiri, - kata Hristo Takhchidi. - Mereka direka dengan jurutera dari pelbagai kilang pertahanan yang berbeza. Dan akhir abad ini ditandai oleh fakta bahawa pada skala oftalmologi dunia, kita dapat mengatakan dengan pasti bahawa kita berurusan dengan segmen posterior mata dan dapat melakukan manipulasi yang paling primitif di dalamnya ".

Dengan munculnya tusukan mikro - 0,75 mm, 0,5 mm - kemungkinan baru muncul dalam pembedahan mata. Dan Takhchidi menjadi salah seorang pakar bedah pertama yang mula menggunakan teknologi ini secara besar-besaran. "Ketika operasi tersebut dilaporkan di Kongres Eropah Bedah Vitreoretinal pada tahun 2010, ternyata kami melakukan lebih dari 90% operasi melalui tusukan 0,5 mm, sementara petunjuk terbaik di Eropah rata-rata 40%," kata doktor.

Dan pada tahun 2010 di Rusia salah satu operasi pertama di dunia dilakukan melalui tusukan 0.3 mm.

"Tusukan 0.3 mm memberikan akses paling tidak trauma ke kandungan dalaman mata dan retina. Kami adalah orang pertama yang mencubanya. Tetapi sebenarnya, 0.3 bukan hadnya," Profesor Takhchidi yakin.

Menurut ramalannya, generasi akan datang akan hidup dalam sistem penjagaan kesihatan yang berbeza..

"Sebenarnya, pembedahan disebabkan oleh ketidaktahuan kita," Hristo Takhchidi pasti. "Ini adalah keistimewaan yang secara beransur-ansur menyusut. Sebagai contoh, untuk menjahit septum antaratrium, tidak lama dahulu perlu membuka dada, menghentikan jantung, menghubungkan peredaran darah buatan, membuka jantung, untuk menebal lubang berukuran sentimeter atau lantai, menjahit jantung, menjahit dada. Maksudnya, sejumlah besar kecederaan untuk menjahit lubang mikroskopik. Dan pemulihan selama berbulan-bulan. Sekarang operasi ini dilakukan secara endovaskular: melalui arteri dengan bantuan siasatan manipulator, kecacatan septum atrium ditutup, dan melalui hari seseorang bebas ".

Sudah berada di Pusat Penyelidikan Oftalmologi, Universiti Perubatan Penyelidikan Nasional Rusia dinamakan N.I. Pirogov, hampir semua operasi dilakukan tanpa jahitan dan tanpa sayatan. "Kami bekerja melalui tusukan mikro, dan kami tidak menjahitnya. Kerana badan dapat menutup kerosakan mikro sendiri disebabkan oleh mekanisme semula jadi. Oleh itu, dua elemen pembedahan klasik dalam oftalmologi tidak lagi ada - tidak ada sayatan dan tidak ada jahitan. Dan ini bukan lagi pembedahan klasik.".

Pakar itu yakin bahawa sebenarnya semua operasi dapat dilakukan melalui tusukan mikroskopik, dan masa depan operasi sekarang adalah dalam peralihan untuk bekerja pada sel. "Kita mesti masuk ke zon pembinaan semula jadi badan. Kita mesti bekerja dengan cara badan kita berfungsi, yang mengubah ribuan sel setiap hari, dan kita tidak menyedarinya. Oleh itu, semakin kurang pakar bedah memusnahkan dan semakin sengaja kita mempengaruhi kumpulan sel yang terjejas, kesan yang lebih tinggi, dan masalah yang lebih kurang berkaitan.

Anehnya, Hristo Takhchidi menyebut falsafah sebagai elemen asas perubatan masa depan. "90% doktor percaya bahawa mereka merawat pesakit, iaitu menggantikan badan. Sebenarnya, misi kita adalah untuk membantu tubuh pesakit melawan penyakit ini. Sekiranya doktor tidak memahami perkara ini, ini adalah drama profesional falsafah. Kita telah melupakan falsafah sepenuhnya. Semuanya bermula dengan falsafah., memahami dunia, hubungan antara orang, masyarakat, fenomena alam, hubungan mereka dengan orang. Inilah asas pengetahuan manusia, yang perlu kita kembalikan. Dalam bidang perubatan, asasnya adalah falsafah perubatan ".

Daria Burlakova, Alexander Chirkov

Tidak lagi fiksyen: kini anda dapat mengembalikan penglihatan dengan mata bionik (7 foto)

Musim gugur ini, Dr. Beyeler berpindah ke University of California, Santa Barbara, untuk memimpin Makmal Penglihatan Bionic yang baru ditubuhkan di Jabatan Sains Komputer dan Sains Psikologi dan Otak. Dia berharap bahawa karyanya akan membawa kepada pemulihan penglihatan pada orang buta, tulis PCMag.

Neuroengineering adalah bidang interdisipliner yang muncul yang bertujuan untuk mengembangkan alat yang dapat berinteraksi dengan otak.

Otak manusia mempunyai kira-kira 100 bilion sel saraf, atau neuron, dan triliunan hubungan di antara mereka, yang tersusun di kawasan otak yang berlainan, yang masing-masing menyokong tugas tertentu; contohnya memproses maklumat visual atau pendengaran, membuat keputusan, atau mendapatkan maklumat dari A hingga B.

Memahami bagaimana rangkaian saraf ini menghasilkan persepsi dan tindakan memerlukan menggabungkan kemahiran dari pelbagai disiplin seperti ilmu saraf, kejuruteraan, sains komputer, dan statistik..

Antaramuka otak-ke-komputer boleh digunakan untuk merawat gangguan saraf dan mental dan untuk memahami fungsi otak, dan kini para jurutera telah mengembangkan cara untuk memanipulasi rangkaian saraf ini dengan arus elektrik, cahaya, ultrasound dan medan magnet..

Hebatnya, kita dapat menggerakkan jari, tangan, atau bahkan kaki dengan hanya mengaktifkan neuron kanan di korteks motor. Begitu juga, saintis telah belajar mengaktifkan neuron di korteks visual sehingga orang dapat melihat kilatan cahaya. Yang pertama membenarkan penyakit neurologi seperti penyakit Parkinson dan epilepsi untuk dirawat, sementara yang terakhir akhirnya membolehkan penglihatan dipulihkan kepada orang buta.

Berapa banyak orang hari ini mempunyai prostesis retina?

Idea prostesis visual atau mata bionik bukan lagi fiksyen sains. Perlu disebutkan Argus II, peranti yang dikembangkan oleh Second Sight yang terdapat di AS, Eropah dan beberapa negara Asia. Ia ditujukan untuk orang yang kehilangan penglihatan akibat penyakit degeneratif retina seperti retinitis pigmentosa dan degenerasi makula..

Terdapat lebih dari 300 pengguna Argus II di seluruh dunia, dan pengeluarnya, Second Sight, baru saja mulai menerapkan ORION, sebuah peranti yang sepenuhnya melupakan pandangan dan berinteraksi secara langsung dengan korteks visual..

Di samping itu, para saintis tidak sabar-sabar menunggu hasil pertama dari PRIMA, sebuah peranti subretinal baru yang dibangunkan oleh Stanford University dan syarikat komersial Perancis, Pixium Vision..

Lebih kurang 30 lagi peranti sedang dibangunkan di seluruh dunia. Secara keseluruhan, pelbagai teknologi pemulihan penglihatan harus tersedia dalam dekad yang akan datang..

Bagaimana sistem semasa berfungsi

Ideanya adalah untuk menggantikan fotoreseptor yang hilang dengan susunan mikroelektrik yang meniru fungsi mereka. Pengguna Argus II juga memakai cermin mata dengan kamera kecil terpasang, sehingga input visual kamera dapat diubah menjadi rangkaian impuls elektrik yang dikirimkan implan ke litar saraf mata..

Orang dapat membezakan cahaya dari latar belakang gelap dan melihat pergerakan, tetapi penglihatannya sangat kabur. Sayangnya, dengan teknologi terkini, sangat sukar untuk meniru kod saraf di korteks mata dan visual untuk mengelabui otak untuk berfikir bahawa ia melihat sesuatu yang bermakna..

Matlamat para saintis adalah untuk beralih ke elektrostimulasi dan menghasilkan kod yang dapat ditafsirkan oleh sistem visual. Ini memerlukan pemahaman mendalam mengenai ilmu saraf dan kemahiran teknikal yang mendasari untuk mengembangkan penyelesaian masa nyata yang boleh dilaksanakan..

Mereka menghasilkan persamaan matematik yang menggambarkan bagaimana neuron individu bertindak balas terhadap rangsangan elektrik. Mereka juga melakukan eksperimen psikofizik sederhana, seperti meminta pengguna Argus II untuk melukis apa yang mereka lihat ketika mereka merangsang elektrod yang berbeza..

Para saintis kemudian menggunakan hasil eksperimen ini untuk mengembangkan pakej perisian yang meramalkan apa yang harus dilihat oleh orang lain untuk apa-apa corak rangsangan elektrik tertentu yang dapat digunakan oleh pengeluar peranti untuk menjadikan penglihatan buatan yang disediakan oleh peranti ini lebih mudah difahami oleh pengguna..

Masa depan adalah milik penglihatan bionik (buatan), bukan penglihatan biomimik (semula jadi)?

Daripada memusatkan perhatian pada penglihatan "semula jadi", para saintis ingin mencipta visi buatan "praktikal" dan "berguna". Mereka melihat peluang sebenar untuk memanfaatkan rangkaian saraf buta yang ada dan mengembangkan pengalaman visual mereka, seperti Google Glass atau Microsoft HoloLens..

Pada masa ini, kawasan ini dikuasai oleh pelbagai pengeluar peranti yang (untuk alasan yang jelas) melindungi harta intelek mereka. Walau bagaimanapun, orang Switzerland menganggap penting untuk memberikan suara akademik yang neutral untuk mempromosikan alat dan sumber yang dapat diakses oleh semua orang.

Terdapat banyak kumpulan penyelidikan klinikal yang mengkaji kesan penyakit degeneratif dan beberapa kumpulan bioperubatan mengembangkan alat baru. Tetapi tidak ada yang benar-benar menumpukan pada kaedah dan algoritma baru untuk memperbaiki kod dengan mana peranti ini berinteraksi dengan sistem visual manusia itu sendiri..

Kumpulan Beyeller ingin menggabungkan idea dari ilmu saraf dengan sains komputer dan teknologi untuk membuat antara muka otak-komputer yang lebih pintar dan menghasilkan kaedah baru untuk memaksimumkan kebolehgunaan penglihatan buatan.

Teknologi untuk membolehkan skim yang canggih ini berada di sekitar kawasan.

Saintis China telah mencipta mata buatan, yang setanding dengan ciri-ciri dengan manusia

Mata manusia adalah mekanisme yang sangat kompleks dan diselaraskan. Ternyata sangat sukar untuk membuat salinannya, tetapi para saintis dari Universiti Sains dan Teknologi Hong Kong berjaya mendekatinya kerana tidak ada orang lain yang menghampirinya. Mereka mencipta mata buatan yang mirip dengan mata manusia dalam bentuk dan ukuran, serta kepekaan cahaya, lebar pandangan dan kelajuan tindak balas reseptor. Artikel mengenai ini diterbitkan di Nature.

Bahagian cembung depan mata terbuat dari aluminium, dan ada juga lensa yang memancarkan dan memfokuskan cahaya. Permukaan luar belakang diperbuat daripada polimer, dan bahagian dalamnya adalah retina buatan. Retina adalah membran di mana kawat nanow tertanam yang meniru sel-sel fotoreseptor - mereka mengambil foton dan menghantar isyarat melalui wayar ke peranti pengkomputeran luaran. Ruang di dalamnya, antara lensa dan retina, dipenuhi dengan cecair seperti vitreous (zat seperti gel lutsinar yang membentuk dua pertiga daripada jumlah bola mata). Cecair ini memberikan aktiviti elektrokimia kawat nanow.

Semuanya berfungsi dengan cara yang sama seperti mata manusia biasa: cahaya melewati lensa (lensa) dan cecair khas (badan vitreous), memberi tumpuan, kemudian sel fotoreseptor (nanofilamen) menangkap foton dan menghantar isyarat ke peranti pengkomputeran (otak) melalui gentian saraf (wayar) ), yang membentuk gambar akhir.

Sudah tentu, saintis China bukan yang pertama muncul dengan idea mengulangi struktur mata. Namun, mereka akhirnya menggunakan peranti yang jauh melebihi analog dari segi ciri..

Pertama, sensornya menangkap cahaya dari pelbagai intensiti. Walaupun cahaya intensiti terendah dibekalkan, mereka akan mendaftarkan 86 foton sesaat - ini setanding dengan kemampuan mata manusia. Peranti ini mempunyai kepekaan terhadap perovskite, dari mana nanowires dibuat. Mineral ini digunakan untuk membuat panel solar..

Kedua, kelajuan tindak balas sensor sangat tinggi. Mereka mampu menghasilkan arus sebagai tindak balas terhadap pengujaan dengan kelewatan 19.2 milisaat, dan hanya memerlukan 23.9 milisaat untuk pulih - kembali ke keadaan tidak aktif. Ini adalah parameter yang sangat penting kerana ia menggambarkan seberapa cepat mata buatan dapat melihat dan menghantar maklumat mengenai isyarat cahaya. Bagi penerima fotoreseptor pada mata manusia, masa tindak balas terhadap pengujaan dan pemulihan antara 40 hingga 150 milisaat..

Ketiga, retina buatan hemisfera mempunyai lebih banyak sensor daripada permukaan rata atau sedikit melengkung. Akibatnya, resolusi peranti telah meningkat dengan ketara. Dan akhirnya, sudut pandangan mata buatan kerana reka bentuknya mencapai 100 darjah (pada manusia, bidang pandangan satu mata adalah sekitar 130 darjah).

Walau bagaimanapun, di sebalik semua kelebihan, peranti ini jauh dari ideal. Contohnya, kualiti gambar tidak banyak yang diharapkan - ternyata kabur, berukuran 10x10 piksel. Di samping itu, jurutera entah bagaimana harus mengurangkan ukuran wayar yang membawa maklumat dari kabel nanow dan mengetahui berapa lama peranti dapat beroperasi tanpa kehilangan prestasi. Sekarang kita hanya tahu bahawa selama sembilan jam kerja berterusan, kualitinya tidak merosot.

Perkembangan saintis China belum mampu meletup pasaran robotik atau prostesis mata, jika hanya kerana pembuatan satu mata itu memerlukan sejumlah besar wang. Namun, dia menunjukkan bagaimana penggunaan retina perovskite dan hemisfera meningkatkan prestasi alat tersebut..

"Dan orang buta melihat penglihatan mereka": apa yang dilihat oleh orang Rusia yang mempunyai mata bionik

"Saya dapat melihat bola putih dengan latar belakang hitam dan menyebutkan jumlah doktor dengan mantel putih."

12/28/2017 pada 18:23, pandangan: 18884

Menurut beberapa laporan, ramalan penuh “Dan orang buta melihat mereka, dan orang lumpuh berjalan, orang kusta dibersihkan dan orang pekak mendengar, orang mati dibangkitkan dan Injil diberitakan kepada orang miskin. "Dinyatakan dalam Injil Matius pada akhir abad kedua. Sebilangan besar ini, berkat perubatan, telah menjadi kenyataan. Benar, jika kita membicarakan tentang pandangan orang buta, ucapan dalam Kitab Suci adalah mengenai pandangan rohani. Tetapi hari ini kita sudah dapat membicarakan pengembalian fizikal secara fizikal, yang bagi seseorang tidak kurang pentingnya daripada rohani.

Revolusi akhirnya berlaku dalam oftalmologi Rusia - untuk pertama kalinya mata bionik ditanamkan pada pesakit yang buta 20 tahun yang lalu. Ia membolehkan orang itu melihat kembali cahaya itu.

Mata buatan yang dapat dilihat dipasang untuk pesakit Rusia, Grigory Aleksandrovich Ulyanov dari Chelyabinsk. Seorang pakar oftalmologi terkenal, pengarah Pusat Penyelidikan Oftalmologi, Universiti Perubatan Penyelidikan Kebangsaan Rusia yang dinamakan sempena I. NI Pirogova, Profesor Hristo Takhchidi. Dia adalah yang pertama di Rusia yang melakukan operasi teknologi tinggi yang kompleks, sehingga meletakkan dasar untuk apa yang disebut visi implan.

- Pasien Ulyanov dilahirkan dengan penglihatan, tetapi dia mulai kehilangan kemampuan untuk melihat ketika dia masih muda. Akibatnya, distrofi pigmen retina untuk menyelesaikan kehilangan penglihatan, - Hristo Periklovich TAKHCHIDI memberitahu MK. - Sekarang dia akan berjumpa lagi. Tetapi teknologi yang paling tinggi dan paling maju belum dapat mengembalikan sepenuhnya pandangan yang tidak asing bagi seseorang. Operasi yang dilakukan hanya menghilangkan kegelapan dan membiarkan pesakit melihat dunia dalam warna hitam dan putih dengan warna kelabu, sementara kontur objek yang dimaksudkan kabur. Objek putih dengan latar belakang hitam atau objek bergerak lebih jelas kelihatan. Di samping itu, setelah operasi, pesakit harus belajar penglihatan baru. Sejauh ini, dia hanya melihat bintik-bintik putih dari pelbagai konfigurasi, yang mesti dipelajari untuk "membaca". Tetapi hasilnya sudah ada: tidak lama selepas operasi, Ulyanov dapat memeriksa bola putih dengan latar belakang hitam, mengambilnya dan menamakan jumlah doktor dengan mantel putih yang berdiri di sekelilingnya.

Pesakit juga memerlukan penyesuaian dengan alat itu sendiri. Penting untuk belajar bagaimana mengawal struktur. Walaupun kamera mikro yang terletak di jambatan hidung tidak bergerak, orang tersebut harus membongkok atau memusingkan badan agar kamera dapat menangkap gambar. Bagi mereka yang dapat melihat, sebagai tindak balas terhadap bunyi atau cahaya, cukup dengan melihat ke arah mana mereka datang. Nasib baik, hari ini program khas telah dibuat untuk pesakit seperti itu, menyediakan latihan secara berasingan untuk rumah, secara berasingan untuk jalan, dll..

Seperti yang anda lihat, kesukaran setelah memasang mata bionik untuk pesakit tidak berakhir di sana..

Ketika ditanya apakah orang buta lain akan dapat bergantung pada teknologi ini, Profesor Takhchidi menjawab tanpa banyak keyakinan dalam suaranya: "Tidak akan terjadi pada tahun-tahun mendatang. Pertama, teknologinya terlalu rumit. Apa itu mata bionik? Ringkasnya, ia adalah mikrocip yang ditanam ke bahagian tengah retina dan terdiri daripada 60 mikroelektrod yang disambungkan ke otak. Tetapi ini hanya bahagian dalamannya. Terdapat juga reka bentuk luaran: ini adalah kacamata dengan mikrokamera yang terpasang di jambatan hidung, yang sebenarnya memainkan peranan sebagai mata dan menangkap gambar. Antena dilekatkan pada busur dari sisi mata yang dikendalikan, dari mana semua maklumat dihantar ke mikrotransducer yang dipasang pada bola mata dan dihubungkan dengan mikrokabel dengan mikrocip. Antena menghantar isyarat ke penukar, yang diubah menjadi arus elektrik. Ia merangsang retina, menyebabkan impuls saraf yang mencapai korteks serebrum. Berkat dorongan ini, otak kita menyahkod gambar yang hanya dapat diimbas oleh mata kita, seperti kamera. Operasi kami mengambil masa selama enam jam.

Oleh itu, untuk menjalankan operasi berteknologi tinggi seperti itu, diperlukan klinik yang lengkap dan kakitangan terlatih. Pemasangan semua struktur mikro ini memerlukan hampir semua kerja perhiasan..

Kedua, sementara itu tepatnya penyakit yang berkaitan dengan distrofi pigmen retina yang merupakan petunjuk langsung dan hanya untuk implantasi mata bionik. Punca penyakit ini belum difahami sepenuhnya. Hanya diketahui bahawa ia dikaitkan dengan ciri genetik, bahkan gen telah dijumpai yang bertanggungjawab terhadap penyakit ini.

Dan ketiga, kos operasi terlalu tinggi, berjumlah berjuta-juta rubel. Hari ini, pesakit atau sistem insurans perubatan wajib tidak mempunyai peluang untuk membayar operasi tersebut. Yang pertama dibayar oleh dermawan.

Ternyata isu pembiayaan operasi berteknologi tinggi yang kompleks untuk menyelamatkan orang buta di Rusia adalah salah satu yang utama. Benar, Kementerian Kesihatan Persekutuan Rusia tidak mengecualikan kemungkinan memasukkan operasi ini dalam program VMP (rawatan perubatan berteknologi tinggi percuma). Anda hanya perlu menunggu. Berapa banyak? Belum diketahui. Atau mungkin bermula dengan penciptaan mata bionik domestik? Lebih-lebih lagi, perkembangan seperti ini sudah berjalan di negara kita. Dan secara umum, sains dunia dalam oftalmologi tidak berhenti, mungkin dalam masa terdekat kaedah yang lebih hemat dalam semua indera akan didapati untuk mengembalikan penglihatan kepada orang buta. Jangan tunggu seribu tahun lagi?

. Menurut WHO, penyebab utama gangguan penglihatan adalah kesalahan pembiasan yang tidak diperbetulkan (miopia, hiperopia, atau astigmatisme) - 43%; katarak yang tidak dikendalikan - 33%; glaukoma - 2%. Pakar WHO yakin bahawa 80% daripada semua kes gangguan penglihatan dapat dicegah atau disembuhkan. Untuk pencegahan penyakit mata, para pakar merujuk kepada lawatan sistematik ke pakar oftalmologi dan kepatuhan kepada peraturan mudah yang membantu menjaga penglihatan yang baik. Pakar sangat menyarankan untuk berhenti merokok (nikotin mempunyai kesan buruk pada mata: ia melebarkan saluran darah, dan kemudian menyempitkannya, mengganggu pemakanan mereka). Dan ini membawa kepada iskemia retina dan penurunan bekalan darah ke organ..

Cahaya buatan juga memberi kesan negatif pada mata: skrin TV dan komputer bercahaya, permainan elektronik. Adalah sangat penting bahawa tempat kerja diterangi dengan baik, medan cahaya merata ke seluruh kawasan tempat kerja, dan cahaya tidak boleh langsung jatuh ke mata. Doktor menasihatkan mereka yang menggunakan komputer agar hanya menggunakan monitor moden dan program berkualiti tinggi..

. By the way, pada 4 Disember di Pusat Ilmu Oftalmologi Universiti Perubatan Penyelidikan Nasional Rusia dinamakan NI Pirogov, berdasarkan Pusat Ilmiah dan Klinik Otorhinolaryngology Persekutuan, operasi kedua untuk menanamkan mata tiruan berjaya dilakukan kepada pesakit buta lain, Antonina Zakharchenko, 56 tahun (juga dari Chelyabinsk). Dia dikendalikan oleh pasukan pakar bedah antarabangsa yang diketuai oleh Profesor Hristo Tahchidi dan Profesor Paolo Stang (University of Manchester). Pada 21 Disember, Antonina Zakharchenko diberhentikan dari klinik, dan kini dia bukan sahaja dapat melayani dirinya sendiri di rumah, tetapi berjalan di jalan tanpa ditemani. Sehingga kini, hanya 56 operasi seperti itu yang dilakukan di dunia..

KAMI AKAN DILAKSANAKAN DALAM BARU

Tahun Baru. Apa yang dia bawa kepada kita?

2017 telah benar-benar menjadi tahun yang bermanfaat bagi penemuan baru dalam bidang mencipta teknologi dan cara baru untuk menyingkirkan seseorang dari penyakit yang paling serius. Kanser (momok masa, tetapi bukan alasan untuk pengguguran), ginjal buatan mudah alih dalam beg galas (hemodialisis "dalam perjalanan"), mata bionik (akan melihat kembali kepada orang buta). Mari kita bincangkan beberapa inovasi yang luar biasa dan perubahan yang menyelamatkan nyawa dalam penjagaan kesihatan Rusia..

Tajuk surat khabar: Mata Bionik: dan orang buta akan melihat
Diterbitkan di akhbar "Moskovsky Komsomolets" No. 27584 29 Disember 2017 Tags: Perubatan, Klinik, Penjagaan Kesihatan, OMS, Sains Organisasi: Kementerian Kesihatan Tempat: Chelyabinsk

Di Amerika Syarikat, implan dicipta yang akan mengaburkan mata orang buta

Para saintis dari Baylor College of Medicine di Texas, Amerika Syarikat telah menemui cara untuk mengembalikan penglihatan kepada orang buta dengan cara menanamkan implan khas.

Menurut eksperimen di bidang bedah saraf, penglihatan separa dipulihkan kepada enam orang buta menggunakan implan yang menghantar gambar video secara langsung ke otak. Ini menjadi mungkin berkat kamera video yang terpasang pada kacamata, yang mengirimkan rakaman ke elektrod yang ditanamkan di korteks visual otak..

“Selama bertahun-tahun kami telah mengkaji bagaimana otak menyandikan maklumat visual. Apabila anda berfikir tentang penglihatan, anda memikirkan mata, tetapi sebahagian besar kerja dilakukan di otak, jelas ketua kajian dan pakar bedah saraf Daniel Yoshor..

Perlu diperhatikan bahawa alat prostetik pembetulan hanya berfungsi untuk mereka yang dilahirkan dengan penglihatan dan hilang penglihatan kemudian. Ini disebabkan oleh fakta bahawa jika seseorang dilahirkan buta, bahagian otak yang menyokong penglihatan tidak berkembang sepenuhnya, yang bermaksud bahawa maklumat visual tidak dapat disebarkan ke otak. Oleh itu, implan ditujukan untuk prostetik hanya untuk pesakit dengan kebutaan yang diperoleh..

Kita mempunyai masa depan kita sendiri.

Petikan (simpatiko @ 07/15/2019 - 19:55)
Ini menjadi mungkin berkat kamera video yang terpasang pada kacamata, yang mengirimkan rakaman ke elektrod yang ditanamkan di korteks visual otak..

Persetan. Itu sahaja.

Korteks visual otak adalah.

dan di armenia, penawar untuk AIDS diciptakan (sudah menjadi awan bertahun-tahun yang lalu)
betapa hamster kecil perlu mempercayai keajaiban.

shl.
bank jangan lupa untuk mengenakan bayaran

Dihantar melalui aplikasi YaPlakal

Saya melihat filem yang juga bermula

"Saya memerlukan pakaian, kasut dan motosikal anda."

Anda tahu jalan yang anda tuju.

Dihantar melalui aplikasi YaPlakal

Hanya untuk kita, dia tidak akan mendapat keputusan kerana tindakan pihak berkuasa kita

zs kira-kira. tidur huyayat makhluk Olginsky.
Baiklah.

sama ada mengenai Ukraine, ya?

Tidak semuanya begitu cerah.

Gambar ada di sini, maaf Habr

Bolehkah anda bayangkan apa yang dirasakan oleh seseorang yang tidak melihat atau sukar melihat dunia di sekelilingnya? Keadaan ini disebut kebutaan - ketidakupayaan untuk melihat rangsangan visual kerana gangguan patologi pada mata itu sendiri, di saraf optik atau di otak. Pada tahun 1972, Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO) menggunakan definisi berikut: seseorang dianggap buta jika ketajaman penglihatan pusat dalam keadaan pembetulan maksimum tidak melebihi 3/60. Dengan penglihatan ini, seseorang di siang hari dengan pembetulan optik maksimum tidak dapat mengira jari dari jarak 3 meter.

Oleh itu, untuk kes seperti itu, idea rangsangan elektrik retina atau korteks visual dicadangkan, penciptaan prostesis, yang, menurut mekanisme tindakan, meniru proses sebenar penghantaran isyarat elektrik.

Terdapat beberapa pilihan untuk implan elektronik, idea-idea baru muncul setiap tahun, tetapi istilah dan Bionic Eye itu sendiri dikembangkan oleh Daniel Palanker, seorang pekerja di Universiti Stanford dan kumpulan penyelidikannya Biomedical Physics and Ophthalmological Technologies.

Penanaman model mata bionik Argus II (dengan cara ini, satu-satunya model dengan jenama EU, tetapi tidak diperakui di Rusia) dilakukan di Rusia pada bulan Julai 2017 kepada seorang pesakit. Dan dari semua sumber penyiaran televisyen, kita mendengar bahawa sekarang seseorang akan dapat melihat dunia seperti sebelumnya. Ratusan orang meminta mata bionik, dan ada juga yang meminta "menanam" cip untuk penglihatan super.

Oleh itu, apa yang kita ada hari ini dan bolehkah impian menjadi kenyataan untuk melihat dunia setelah kita kehilangan penglihatan??

ASPEK BIOLOGI PROSESTIK RETINAL

Bionic merujuk kepada prostesis dan elemen yang dapat ditanamkan pada bahagian tubuh manusia, yang serupa dalam penampilan dan fungsi dengan organ atau anggota badan yang sebenar. Hari ini, lengan, kaki, jantung, dan organ pendengaran bionik berjaya menolong orang dalam kehidupan yang penuh. Tujuan mata elektronik adalah untuk membantu penglihatan yang bermasalah dengan masalah retina atau saraf optik. Peranti yang ditanam bukan retina yang rosak harus menggantikan berjuta-juta sel fotoreseptor mata, walaupun tidak 100%.
Teknologi untuk mata serupa dengan yang digunakan dalam alat bantu dengar untuk membantu orang pekak mendengar. Berkat itu, pesakit cenderung kehilangan penglihatan yang tinggal, dan mereka yang kehilangan penglihatannya cenderung untuk melihat cahaya dan sekurang-kurangnya mempunyai kemampuan untuk menavigasi di angkasa sendiri..

Mata buatan untuk orang buta

Prinsip umum pengoperasian mata elektronik adalah seperti berikut: kamera miniatur dimasukkan ke dalam gelas khas, dari mana maklumat mengenai gambar dihantar ke peranti, yang mengubah gambar menjadi isyarat elektronik dan mengirimkannya ke pemancar khas, yang seterusnya mengirimkan isyarat elektronik ke mata atau otak yang ditanamkan. penerima, atau maklumat yang dihantar melalui wayar kecil ke elektrod yang melekat pada retina, mereka merangsang saraf retina yang tersisa dengan menghantar impuls elektrik ke otak melalui saraf optik. Peranti ini dirancang untuk mengimbangi sensasi visual yang hilang dengan kehilangan penglihatan yang lengkap atau tidak lengkap.

Syarat utama untuk kejayaan sistem operasi:

Sebahagian daripada sel saraf hidup di mata dan otak pesakit.
Pesakit mestilah orang yang pernah melihat secara normal, kerana seseorang yang buta sejak lahir tidak akan dapat menggunakan alat tersebut. Orang yang telah lama melihat dan mempunyai pengalaman visual yang kaya menghampiri. Akibatnya, mereka hanya melihat sedikit, tetapi mereka mempunyai idea tentang objek dan meneka jenis objek itu. Ringkasnya, korteks serebrum mesti dikembangkan dan memiliki kecerdasan yang mencukupi.
Dan, tentu saja, semakin banyak piksel yang terdapat di dalam cip, semakin jelas gambar yang dihasilkan..

Seperti apa rupa resolusi yang berbeza untuk manusia?
Hayat perkhidmatan yang panjang - tiada siapa yang mengetahui jangka hayat peranti ini. Implantasi pertama mata bionik di Jerman akhirnya dikeluarkan ke semua pesakit setahun kemudian. Malah kepada mereka yang melihat sesuatu. Malah akhbar di Jerman menulis mengenai perkara ini..
Kaedah pengisian semula teknologi. Sekarang ia berfungsi secara induksi, bukan pada bateri. Mengecas seperti berus gigi elektrik.
Sepanjang perjalanan, masalah pengoksidaan, pemanasan dan lain-lain harus diselesaikan. Sebagai contoh, struktur berlubang setelah implantasi dapat memungkinkan sel saraf retina mengalir secara automatik dari permukaan atas dan bawah fotosensor melalui rongga dan menyambung, serta mengurangkan pemanasan piksel dan meningkatkan bilangannya..

ASPEK MOSROSURGIK PROSESTIK

Ini adalah operasi yang paling luas. Sekiranya anda menerangkan, misalnya, implantasi mata bionik subretinal (terletak di bawah retina) - anda perlu menaikkan retina sepenuhnya, kemudian melakukan retinektomi yang luas (memotong bahagian retina), kemudian pasang cip ini di bawah retina, kemudian jahit retina dengan kuku retina, tempelkan retina dengan pembekuan laser dan isi dengan minyak silikon... Tamponade silikon diperlukan, jika tidak, PVR (proliferatif vitreoretinopathy) akan segera muncul dan detasmen akan berlaku. Ya, tidak boleh ada lensa sendiri, atau harus diganti terlebih dahulu dengan lensa buatan..

Operasi memerlukan instrumen khas dengan petua silikon lembut. Ini adalah operasi yang benar-benar sukar, di samping itu, pakar bedah orofasi atau ENT masih diperlukan - mereka mengeluarkan elektrod melalui kulit. Dan ternyata peranti seperti itu - cip di dalam mata, dan di tangan peranti seperti itu saiz telefon bimbit, dengan mana anda dapat mengubah intensiti isyarat, ia menghubungkan ke elektrod subkutan. Seorang pakar bedah oftalmologi semasa operasi tidak mencukupi - bantuan disiplin lain diperlukan, operasi berlangsung selama 6 jam.

ASPEK EKONOMI PROSESTIK

Pertama, ia mahal. Peranti itu sendiri berharga kira-kira 150 ribu dolar, iaitu hampir 8.5 juta rubel. Dan semua rawatan untuk satu pesakit tersebut dapat mencapai 10 juta rubel. Ini adalah model Argus II. Hari ini, di beberapa negara, misalnya, di Jerman, operasi ini dibayar oleh insurans.
Firma-firma yang terlibat dalam pembangunan dan pengeluaran di seluruh dunia menggunakan subsidi dan geran kerajaan. Ini bagus - perkara ini mesti disokong, jika tidak, tidak akan ada perkembangan..
Tidak ada sijil di Rusia untuk mana-mana peranti berikut.

ASPEK PERUBATAN PROSESTIK

1. Hasilnya agak sederhana - setelah operasi, orang-orang seperti itu tidak dapat disebut penglihatan, mereka melihat maksimum pada tahap 0,05, yaitu. mereka dapat melihat kontur dan menentukan arah pergerakan bayangan, mereka sama sekali tidak membezakan warna, objek hanya dapat dibezakan dengan yang diingat dari kehidupan "penglihatan" sebelumnya, misalnya: "aha - ini mungkin pisang, kerana sesuatu itu berbentuk separuh bulatan" Mereka melihat ada sesuatu yang bergerak ke atas mereka, mereka dapat meneka bahawa ini adalah seseorang, tetapi wajah mereka tidak dapat dibezakan.

2. Penyakit apa yang boleh digunakan oleh mata bionik??
Pesakit pertama adalah pesakit dengan retinitis pigmentoza, penyakit dengan hilangnya fotoreseptor primer dan atrofi sekunder saraf optik. Di Rusia, terdapat 20-30 ribu pesakit seperti itu, di Jerman - hanya beberapa ribu.

Pesakit dengan degenerasi makula atropik geografi berada di kedudukan seterusnya. Ini adalah patologi mata yang berkaitan dengan usia yang sangat biasa..
Yang ketiga adalah pesakit dengan glaukoma. Glaukoma belum ditangani, kerana atrofi optik dalam hal ini adalah yang utama, jadi kaedah penularannya harus berbeza - memintas saraf optik.

Kencing manis adalah masalah yang paling sukar untuk diselesaikan. Salah satu kaedah untuk merawat perubahan diabetes pada retina adalah pembekuan laser ke seluruh permukaan. Selepas prosedur sedemikian, secara teknikal mustahil untuk mengangkat retina kerana pembekuan laser - ini adalah "ayak". Dan jika tidak dilakukan dengan laser - situasinya tidak lebih baik: biasanya mata sangat rosak sehingga implantasi dalam kes ini tidak berguna.

3. Malangnya, prototaip mata bionik sekarang tidak membenarkan orang melihat dunia di sekeliling kita seperti yang kita lihat. Tujuan mereka adalah untuk bergerak secara bebas tanpa bantuan. Teknologi ini masih jauh dari penggunaan yang meluas, tetapi para saintis akan memberikan harapan kepada orang yang kehilangan penglihatan.

PROJEK MATA BIONIC SEMASA

Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, saintis dari pelbagai negara telah mengusahakan idea untuk mata elektronik bionik. Setiap kali teknologi ditingkatkan, bagaimanapun, belum ada yang menghadirkan produk mereka ke pasar untuk penggunaan massal..

1. Prostesis retina Argus

Prostesis retina Argus adalah projek Amerika yang telah dikomersialkan dengan baik. Model pertama dikembangkan oleh pasukan penyelidik pada awal tahun 1990-an: Pakar oftalmologi kelahiran Pakistan, Mark Hameyun (by the way, Profesor Secundo mengenalnya dari Universiti Johns Hopkins - pada masa itu dia adalah penduduk tahun ke-2, Walter adalah seorang pelajar), Eugene Deian, jurutera Howard Phillips, bioengineer Ventai Lew, dan Robert Greenberg. Model pertama, yang dikeluarkan pada akhir 1990-an, oleh Second Sight hanya mempunyai 16 elektrod.

"Percubaan lapangan" versi pertama retina bionik dilakukan oleh Mark Hameyun pada enam pesakit dengan penglihatan yang hilang akibat retinitis pigmentosa antara tahun 2002 dan 2004. Retinitis pigmentosa adalah penyakit yang tidak dapat disembuhkan di mana seseorang kehilangan penglihatannya. Diperhatikan dalam kira-kira satu kes dalam setiap tiga setengah ribu orang.

Pemandangan unit luaran Argus II

Pemandangan unit luaran Argus II

Pesakit yang telah ditanamkan dengan mata bionik menunjukkan kemampuan tidak hanya untuk membedakan antara cahaya dan pergerakan, tetapi juga untuk mengenal pasti objek sebesar cangkir teh atau bahkan pisau.
Peranti pengujian diperbaiki - bukannya enam belas elektrod fotosensitif, enam puluh elektrod dipasang di dalamnya dan diberi nama Argus II. Pada tahun 2007, kajian multisenter dimulakan di 10 pusat di 4 negara Amerika Syarikat dan Eropah - sejumlah 30 pesakit. Pada tahun 2012, Argus II mendapat kebenaran untuk penggunaan komersial di Eropah, setahun kemudian pada tahun 2013 - di Amerika Syarikat. Tiada kebenaran di Rusia.

Hingga hari ini, kajian ini disubsidi oleh dana negara, di Amerika Syarikat terdapat tiga daripadanya - Institut Mata Nasional, Jabatan Tenaga, dan Yayasan Sains Nasional, serta sejumlah makmal penyelidikan.

Prostetik retina

Ia kelihatan seperti cip di permukaan retina

2. Prostesis visual berasaskan mikrosistem (MIVP)

Prostesis dirancang oleh Claude Veraart di University of Louvain sebagai lingkaran elektrod di sekitar saraf optik di bahagian belakang mata. Ia menghubungkan ke stimulator yang ditanamkan di fossa kecil di tengkorak. Stimulator menerima isyarat dari kamera luaran, yang diterjemahkan ke dalam isyarat elektrik yang merangsang saraf optik itu sendiri.

Gambar rajah mata buatan

3. Teleskop miniatur yang boleh ditanam

Sebenarnya, alat ini tidak boleh disebut "retina prostesis", kerana teleskop ini ditanamkan ke ruang posterior mata dan berfungsi sebagai kaca pembesar yang memperbesar gambar retina sebanyak 2.2 atau 2.7 kali, yang mengurangkan kesan pada penglihatan lembu (bintik buta) di bahagian tengah medan visual... Ini ditanamkan hanya dengan satu mata, kerana kehadiran teleskop mengganggu penglihatan periferal. Mata kedua berfungsi untuk kawasan pinggiran. Dihantarkan melalui sayatan kornea yang cukup besar.

By the way, prinsip yang serupa digunakan dalam lensa intraokular tambahan oleh Chariott. Saya mempunyai pengalaman terbaik untuk menanam lensa ini di Rusia dan pesakit berpuas hati dengan hasilnya. Dalam kes ini, phacoemulsification katarak pertama kali dilakukan. Walaupun ini tentu bukan mata bionik 100%.

Lebih banyak mengenai perkara ini dalam catatan sebelumnya:

Katarak: ini menanti anda secara peribadi (jika anda tinggal, tentu saja)
Kami akan menanamkan lensa tiruan (anda memerlukannya selepas 60 tahun)

Memasang lensa teleskopik di mata

Sistem teleskopik untuk kamera belakang mata

4. Projek MPB Tübingen Alpha IMS

Pada tahun 1995, perkembangan prostesis retina subretinal bermula di University Eye Hospital Tübingen. Cip dengan mikrofotodiod diletakkan di bawah retina, yang melihat cahaya dan mengubahnya menjadi isyarat elektrik yang merangsang sel ganglion, mirip dengan proses semula jadi pada fotoreseptor retina utuh..

Sudah tentu, fotoreseptor jauh lebih sensitif daripada fotodiod buatan, jadi mereka memerlukan penguatan khas..

Eksperimen pertama pada babi dan arnab mikro bermula pada tahun 2000, dan pada tahun 2009 saja, implan ditanamkan pada 11 pesakit sebagai sebahagian daripada kajian rintis klinikal. Hasil pertama memberangsangkan - kebanyakan pesakit dapat membezakan hari dari malam, bahkan ada yang dapat mengenali objek - cawan, sudu, mengikuti pergerakan objek besar. Ngomong-ngomong, nasib lebih lanjut dari pesakit-pesakit ini menyedihkan - semua peserta eksperimen, bahkan mereka yang melihat sesuatu, menurut perjanjian yang ditandatangani, dikeluarkan "mata bionik" dan mereka kembali ke keadaan semula.

Hari ini Alpha IMS, yang dihasilkan oleh Retina Implant AG Jerman, mempunyai 1500 elektrod, berukuran 3 × 3 mm, tebal 70 mikron. Setelah diletakkan di bawah retina, ini membolehkan hampir semua pesakit memperoleh tahap pemulihan persepsi cahaya..

Secara teknikal, operasi kompleks ini di Jerman hanya dilakukan di tiga pusat: di Aachen, di Tübingen dan Leipzig. Akibatnya, ini dilakukan oleh pakar bedah yang disebut Cologne School, pelajar profesor pakar bedah vitreoretinal Heinemann, yang, sayangnya, meninggal cukup awal akibat leukemia, tetapi semua pelajarnya menjadi ketua jabatan di Tübingen, Leipzig dan Aachen.

Kumpulan saintis ini bertukar pengalaman, melakukan pengembangan ilmiah bersama, pakar bedah ini (di Aachen - Profesor Walter (ini adalah nama belakangnya), di Tübingen - Profesor Barz-Schmitz) mempunyai pengalaman terbesar dalam bekerja dengan mata bionik, kerana dalam hal ini 7-8 -10 implantasi dianggap sebagai pengalaman hebat.

Prostesis retina pada fundus

Alpha IMS pada fundus

5. Implan Retinal Harvard / MIT

Joseph Rizzo dan John Wyatt dari Massachusetts mula meneliti kemungkinan prostesis retina pada tahun 1989, dan melakukan percubaan rangsangan pada sukarelawan buta antara tahun 1998 dan 2000. Hari ini adalah idea neurostimulator subretinal tanpa wayar invasif minimum yang terdiri daripada jisim elektrod, yang diletakkan di bawah retina di ruang subretinal dan menerima isyarat gambar dari kamera yang dipasang pada sepasang cermin mata. Cip stimulator menyahkod data gambar dari kamera dan merangsang sel ganglion retina dengan sewajarnya. Prostesis generasi kedua mengumpulkan data dan menyebarkannya ke implan melalui medan frekuensi radio dari gegelung pemancar yang dipasang pada kaca mata. Gegelung sekunder penerima dijahit di sekitar iris.

Prostetik retina

Model Implan Retina MIT

6. Retina silikon buatan (ASR)

Brothers Alan Chow dan Vincent Chow mengembangkan mikrocip yang mengandungi 3,500 fotodioda yang mengesan cahaya dan mengubahnya menjadi impuls elektrik yang merangsang sel ganglion retina yang sihat. "Retina silikon buatan" tidak memerlukan penggunaan peranti luaran. Microchip ASR adalah cip silikon dengan diameter 2 mm (konsep yang sama dengan cip komputer), tebal 25 mikron, berisi

5000 sel suria mikroskopik yang disebut "mikrofotodioda", masing-masing dengan elektrod perangsang sendiri.

Retina silikon buatan

7. Prostesis retina fotovoltaik

Daniel Palanker dan pasukannya di Universiti Stanford telah mengembangkan sistem fotovoltaik, yang juga merupakan "mata bionik". Sistem ini merangkumi fotodioda subretinal dan sistem unjuran gambar inframerah yang dipasang pada kaca mata video.

Maklumat dari kamera video diproses dalam peranti dan dipaparkan dalam gambar video inframerah berdenyut (850-915 nm). Gambar inframerah diproyeksikan ke retina melalui optik semula jadi mata dan mengaktifkan fotodioda dalam implan subretinal, yang mengubah cahaya menjadi arus elektrik bifasik berdenyut di setiap piksel.

Kekuatan isyarat dapat ditingkatkan dengan meningkatkan jumlah voltan yang disediakan oleh pemacu RF dari bekalan kuasa yang dapat ditanamkan.

Kesamaan antara elektrod dan sel saraf yang diperlukan untuk rangsangan resolusi tinggi dapat dicapai dengan menggunakan kesan migrasi retina.

Pembedahan prostetik retina

8. Bionic Vision Australia

Pasukan Australia yang diketuai oleh Profesor Anthony Burkitt mengembangkan dua prostesis retina.

Peranti Wide-View menggabungkan teknologi baru dengan bahan yang berjaya digunakan untuk implan klinikal lain. Pendekatan ini melibatkan mikrocip dengan 98 elektrod merangsang dan bertujuan untuk meningkatkan mobiliti pesakit untuk membantu mereka bergerak dengan selamat di persekitaran mereka. Implan ini akan diletakkan di ruang suprachoroidal. Ujian pesakit pertama dengan peranti ini bermula pada tahun 2013.

Bionic Vision Australia adalah implan mikrocip dengan 1024 elektrod. Implan ini diletakkan di ruang suprachoroidal. Setiap prototaip terdiri daripada kamera yang terpasang pada sepasang kacamata yang mengirimkan isyarat ke mikrocip yang ditanamkan, di mana ia diubah menjadi impuls elektrik untuk merangsang sisa neuron yang sihat di retina. Maklumat ini kemudian disampaikan kepada saraf optik dan pusat pemprosesan penglihatan otak..

Majlis Penyelidikan Australia memberi geran kepada Bionic Vision Australia sebanyak AS $ 42 juta pada bulan Disember 2009 dan konsortium tersebut dilancarkan secara rasmi pada bulan Mac 2010. Bionic Vision Australia mengumpulkan pasukan pelbagai disiplin, yang kebanyakannya mempunyai pengalaman luas dalam membangunkan alat perubatan seperti telinga bionik.

Implantasi mata buatan

Model Bionic Vision Australia

Terima kasih kepada para penyelidik dari Institut Bionics (Melbourne, Australia) dan syarikat evok3d, yang mengusahakan "mata bionik", orang yang menderita degenerasi pigmen retina dan degenerasi molekul yang berkaitan dengan usia akan dapat mengembalikan penglihatan di masa depan. Prosedur pemulihan memerlukan sel ganglion pesakit yang tersisa, saraf optik yang sihat, dan korteks visual yang sihat. Dalam kes ini, seseorang mempunyai peluang untuk melihat kembali..

Untuk membuat prototaip mata, serta cetakan untuk pemutusnya, para saintis dari Institut Bionics beralih kepada pakar syarikat evok3d, yang mengkhususkan diri dalam perkhidmatan 3D, dan menggunakan pencetak 3D ProJet 1200 untuk mencetak "mata tiruan".

Hanya memerlukan empat jam untuk mencetak prototaip pada ProJet 1200, sebelum pencetakan 3D memerlukan masa berminggu-minggu atau bahkan berbulan-bulan untuk dibina. Ini adalah bagaimana percetakan 3D mempercepat R&D dan pembuatan..

Ia Adalah Penting Untuk Mengetahui Tentang Glaukoma