Электроника вернула зрение невидящим

За свою работу как за одно из 100 лучших изобретений года коллектив исследователей получил премию от журнала R&D Magazine. Протез устроен таким образом, что на оправе очков закрепляется камера, изображение с которой передается прямо на уцелевшие нейроны в сетчатке глаза.

На пути к электронному глазу

Для того чтобы создать видеокамеру с функциями сетчатки, ученым и медикам пришлось преодолеть множество различных проблем. Так, глаз в отличие от камеры с ее матрицей светочувствительных элементов обладает собственной нервной системой, которая и проводит предварительную обработку информации. И этот процесс в глазу организован иначе в сравнении с функциями процессора в видеокамере.

Кроме того, нервы являются не просто проводниками подобно электрическим проводам. Распространение по ним импульса имеет не электромагнитную, а химическую природу, поэтому соединить их оказалось весьма сложно.

Ученым пришлось создать специальный процессор, способный переводить стандартный видеосигнал в череду импульсов, воспринимаемых нервными клетками. И лишь затем настал черед хирургов, которые первым 29 пациентам вживили в сетчатку глаза микроэлектроды так, чтобы сигнал добрался до их собственных нервных клеток. Работа была выполнена с ювелирной точностью. Но, несмотря на это, после операции процессор камеры пришлось дополнительно настраивать, добиваясь, чтобы он передавал человеку правильное изображение, а, к примеру, не переворачивал картинку и не менял ее части местами.

Изображение из пресс-релиза Калифорнийского технологического университета. Так увидит человека больной, которому вживили вместо пораженных клеток сетчатки электроды от камеры и специального процессора.

Пиксели

Картинка, которую увидели пациенты с имплантированной искусственной сетчаткой, пока далека от совершенства. Мозаика из 16 или даже 60 (лучший результат на сегодня) квадратиков могла бы вовсе быть бесполезной, но протез уже позволяет отличать свет от тьмы и худо-бедно избегать крупных препятствий по ходу движения пациента. Дальнейшее совершенствование технологии наверняка улучшит качество изображения, что позволит людям с поврежденной сетчаткой видеть с близкого расстояния и если не вернуться к требующей хорошего зрения работе, то хотя бы свободно передвигаться по улицам без поводырей.

Поражение сетчатки

Впрочем, у метода есть и некоторые ограничения. Во-первых, необходимо учитывать, что операции на сетчатке глаза – всегда очень сложное хирургическое вмешательство в организм. Во-вторых, все прооперированные больные получили повреждения сетчатки в процессе старения, не затронувшем при этом нервных клеток глаза. Если бы у пациентов микрохирургов оказался поврежденным зрительный нерв или с самого рождения не было бы нервных клеток в сетчатке глаза, новая разработка ученых и медиков была бы бессмысленной. Впрочем, прогресс в области микроэлектроники, растущие знания о работе глаза и создание новых материалов для микроэлектродов позволяют надеяться на то, что рано или поздно большая часть ныне неизлечимых поражений будет хотя бы компенсироваться при помощи протезирования.