211service.com
Implanty mózgu w celu przywrócenia wzroku
Pewnego dnia możliwe będzie przywrócenie wzroku osobom niewidomym od urodzenia poprzez wszczepienie implantu w część dotychczas ignorowanego układu wzrokowego. W przeciwieństwie do większości zaawansowanych protez wzroku, to nowe podejście może umożliwić leczenie ślepoty nawet w przypadku uszkodzenia całego oka.
Wizja bioniczna: Naukowcy z Harvard Medical School zamierzają zbudować małą kamerę cyfrową, która będzie przesyłać obrazy do zewnętrznego procesora sygnału noszonego przez pacjenta. Procesor przekształci obraz z kamery na impulsy neuronowe, a następnie przekaże je bezprzewodowo do wszczepionego stymulatora. Stymulator będzie napędzał zestaw elektrod umieszczonych w jądrze kolankowatym bocznym mózgu, aby wywołać obrazy w mózgu pacjenta.
Podczas gdy prace są wciąż na wczesnym etapie, naukowcy ostatecznie wyobrażają sobie urządzenie, które przekształca obrazy z aparatu cyfrowego na impulsy nerwowe, a następnie przekazuje te informacje do układu wzrokowego, umożliwiając użytkownikowi widzenie.
Wcześniejsze badania wykazały, że wrażenia wzrokowe, znane jako percepcje, można wywoływać u osób niewidomych poprzez elektryczną stymulację komórek nerwowych w układzie wzrokowym. Naukowcy z Harvard Medical School w Bostonie projektują protezę wzroku, która opiera się na tej obserwacji.
Obecnie trwają prace nad kilkoma rodzajami protez poprawiających wzrok, a niektóre z nich są już testowane na ludziach. Ale chociaż w dużej mierze są one skierowane na siatkówkę, naukowcy z Harvardu postanowili skupić się na części układu wzrokowego zwanej jądrem kolankowatym bocznym (LGN), stacji przekaźnikowej na trasie od nerwu wzrokowego do kory wzrokowej, gdzie przetwarzane są informacje wizualne. Ponieważ znajduje się przed okiem, obszar ten może być skierowany do osób z rozległym uszkodzeniem oczu.
Multimedialne
Zobacz animację ruchów oczu zwierzęcia.
W przeciwieństwie do lokalizacji w korze wzrokowej, LGN jest jednym z pierwszych przystanków w układzie wzrokowym, co oznacza, że sygnały nerwowe kodujące informacje wzrokowe nie zostały jeszcze intensywnie przetworzone i rozprzestrzenione w mózgu. [W LGN] istnieje proste mapowanie sceny wizualnej na tkance, mówi Jan Pezaris , inżynier systemów neuronowych w Harvard Medical School, który był współautorem badań wraz z neurobiologiem Glina Reid , również w Harvard Medical School. Oznacza to, że określone części LGN są powiązane z określonymi częściami sceny wizualnej. Na przykład, gdy światło miga w jednym miejscu, odpowiedni obszar w LGN stanie się aktywny.
Aby ustalić, czy aktywność w LGN może naśladować bodźce wzrokowe, naukowcy wszczepili elektrody w LGN dwóch małp, które zostały wyszkolone do szybkiego poruszania oczami w kierunku punktów świetlnych, gdy pojawiły się na ekranie. Kiedy część LGN odpowiadająca określonej części pola widzenia była stymulowana elektrycznie, małpy przenosiły wzrok na ten punkt na ekranie. Wyniki, opublikowane dzisiaj w Materiały Narodowej Akademii Nauk sugerują, że małpy widziały pulsy w swoim polu widzenia, mimo że nic nie pojawiało się na ekranie.
To absolutnie oszałamiająca praca, mówi James Morrison , fizjolog i główny badacz Grupa protez siatkówki w Instytucie Nauk Biomedycznych i Przyrodniczych Uniwersytetu Glasgow w Szkocji. Jednak Morrison mówi, że pozycja LGN jest główną wadą tego podejścia. Znajduje się na środku głowy, co utrudnia dostęp.
Ostatnie postępy w technikach neurochirurgicznych, takich jak głębokie stymulatory mózgu do leczenia choroby Parkinsona, mogą pomóc rozwiązać ten problem: LGN znajduje się zaledwie kilka centymetrów od miejsca, w którym te stymulatory są umieszczone, mówi Pezaris.
Mimo to jest zbyt wcześnie, aby powiedzieć, czy odkrycia doprowadzą do lepszych implantów mózgowych. Chociaż uważam, że artykuł ma wartość naukową, myślę, że bardzo trudno będzie przywrócić ślepotę stamtąd, mówi Thomas Serre , neurolog z Centrum Nauk Biologicznych i Komputerowych w MIT McGovern Institute for Brain Research. Uważa, że neurony w LGN mogą być rozmieszczone zbyt blisko siebie, aby mogły być stymulowane indywidualnie, co byłoby ważne w próbach odtworzenia naturalnego widzenia. Nie sądzę, abyśmy kiedykolwiek byli w stanie wyjść poza generowanie bardzo prostych spostrzeżeń, takich jak punkty światła, mówi.
Pezaris przyznaje, że potrzeba ogromnego nakładu pracy, zanim LGN będzie mogło zostać wykorzystane do leczenia ślepoty, ale mówi, że ta praca przynajmniej otwiera drzwi do takiej możliwości. To był tylko pierwszy bardzo mały krok, mówi.