ΜΟΣΧΑ, 13 Μαΐου - RIA Novosti.Αμερικανοί βιοτεχνολόγοι δημιούργησαν ένα πρωτότυπο τεχνητού αμφιβληστροειδούς που δεν απαιτεί σύστημα ισχύος και λειτουργεί με υπέρυθρη ενέργεια, σύμφωνα με άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Photonics.

Σήμερα, επιστήμονες σε όλο τον κόσμο αναπτύσσουν διάφορους τύπους εμφυτευμάτων που, θεωρητικά, μπορούν να αποκαταστήσουν την όραση που χάθηκε ως αποτέλεσμα εκφυλιστικών ασθενειών ή ατυχημάτων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι βιολόγοι πειραματίζονται με βλαστοκύτταρα ή μεμονωμένα κύτταρα αμφιβληστροειδούς· σε άλλες, φυσικοί και βιοτεχνολόγοι προσπαθούν να προσαρμόσουν διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές για να λειτουργούν με τον ανθρώπινο και ζωικό εγκέφαλο. Ωστόσο, δεν έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος μέχρι στιγμής σε καμία μελέτη.

μάτι του κυβερνοχώρου

Μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον James Loudin (James Loudin) από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ (ΗΠΑ) ανέπτυξε έναν νέο τύπο ηλεκτρονικού αμφιβληστροειδή, κατάλληλο για απεικόνιση υψηλής ευκρίνειας και δεν απαιτεί εξωτερική πηγή ενέργειας - το κύριο εμπόδιο για την ανάπτυξη τέτοιου είδους τεχνολογίες.

"Η εφεύρεσή μας λειτουργεί σχεδόν με τον ίδιο τρόπο όπως τα ηλιακά πάνελ στην οροφή ενός σπιτιού, μετατρέποντας το φως σε ηλεκτρικούς παλμούς. Ωστόσο, στην περίπτωσή μας, ο ηλεκτρισμός δεν τροφοδοτεί το "ψυγείο", αλλά στέλνεται στον αμφιβληστροειδή ως σήμα. " είπε ένα από τα μέλη της ομάδας Daniel Palanker ( Daniel Palanker).

Ο τεχνητός αμφιβληστροειδής του ματιού του Laudin και των συναδέλφων του είναι ένα σύνολο από πολλές μικροσκοπικές απλές πλάκες πυριτίου που συνδυάζουν ένα φωτοευαίσθητο στοιχείο, μια γεννήτρια ηλεκτρικής ενέργειας και ορισμένα άλλα στοιχεία. Αυτός ο αμφιβληστροειδής απαιτεί ειδικά γυαλιά με ενσωματωμένη βιντεοκάμερα και υπολογιστή τσέπης που επεξεργάζεται την εικόνα.

Αυτή η συσκευή λειτουργεί ως εξής: μια κάμερα σε γυαλιά μετατρέπει συνεχώς το φως σε τμήματα ηλεκτρονικών παλμών. Κάθε «πλαίσιο» επεξεργάζεται σε υπολογιστή, χωρίζεται σε δύο μισά - για το δεξί και το αριστερό μάτι, και μεταδίδεται σε πομπούς υπέρυθρων στο πίσω μέρος των φακών των γυαλιών. Τα γυαλιά εκπέμπουν σύντομους παλμούς υπέρυθρης ακτινοβολίας, η οποία ενεργοποιεί τους αισθητήρες φωτογραφίας στον αμφιβληστροειδή του ματιού και τους αναγκάζει να μεταδώσουν ηλεκτρικούς παλμούς που κωδικοποιούν μια εικόνα στους οπτικούς νευρώνες.

"Τα σύγχρονα εμφυτεύματα είναι πολύ ογκώδη και οι επεμβάσεις για την εισαγωγή όλων των απαραίτητων εξαρτημάτων στο μάτι είναι απίστευτα δύσκολες. Στην περίπτωσή μας, ο χειρουργός χρειάζεται μόνο να κάνει μια μικρή τομή στον αμφιβληστροειδή και να βυθίσει το φωτοευαίσθητο στοιχείο της συσκευής κάτω από αυτόν. », συνέχισε ο Palanker.

υπέρυθρη ενόραση

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η χρήση υπέρυθρου φωτός για τη μετάδοση πληροφοριών έχει δύο βασικά πλεονεκτήματα. Πρώτον, σας επιτρέπει να αυξήσετε την ισχύ του παλμού σε πολύ υψηλές αξίεςχωρίς να προκαλεί πόνο στα ζωντανά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς, αφού τα φωτοευαίσθητα κύτταρα δεν ανταποκρίνονται υπέρυθρη ακτινοβολία. Δεύτερον, η υψηλή ισχύς ακτινοβολίας βελτιώνει τη σαφήνεια της εικόνας σε περιπτώσεις όπου οι νευρώνες κάτω από τον αμφιβληστροειδή έχουν σοβαρή βλάβη ή δεν ανταποκρίνονται ελάχιστα σε ηλεκτρικούς παλμούς.

Οι επιστήμονες δοκίμασαν το έργο της εφεύρεσής τους στον αμφιβληστροειδή του ματιού και νευρικού ιστούλαμβάνεται από βλέποντες και τυφλούς αρουραίους. Σε αυτό το πείραμα, προσάρτησαν φωτοκύτταρα σε μικρά κομμάτια του αμφιβληστροειδούς, συνέδεσαν ηλεκτρόδια με κοντινούς νευρώνες και παρακολουθούσαν αν άρχισαν να εκπέμπουν παλμούς όταν εκτέθηκαν σε ορατό και υπέρυθρο φως.

Αμερικανοί επιστήμονες μελέτησαν τον νευρικό κώδικα των κυττάρων του αμφιβληστροειδούς σε ποντίκια. Το αποτέλεσμα ήταν τα δεδομένα που ελήφθησαν, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία ενός τεχνητού οφθαλμού. Αυτή η συσκευή έχει τη δυνατότητα να αποκαταστήσει την όραση σε τυφλά ποντίκια. Άλλοι επιστήμονες έχουν μελετήσει τον κώδικα του αμφιβληστροειδούς σε πιθήκους με τον ίδιο τρόπο. Αποδείχθηκε ότι η δομή και η νευρική του δραστηριότητα είναι από πολλές απόψεις παρόμοια με την ανθρώπινη. Οι συγγραφείς αυτών των έργων πιστεύουν ότι αυτές οι μελέτες θα βοηθήσουν στη δημιουργία μιας συσκευής που, μετά από δοκιμή, θα βοηθήσει τους τυφλούς να ανακτήσουν την όρασή τους.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι, όπως επινοήθηκε από τους ερευνητές, ο τεχνητός αμφιβληστροειδής θα βοηθήσει να δούμε όχι μόνο τα περιγράμματα των αντικειμένων, αλλά μπορεί ακόμη και να αποκαταστήσει πλήρως την οπτική λειτουργία. Δηλαδή, ένας προηγουμένως τυφλός ασθενής θα μπορεί να διακρίνει μικρές λεπτομέρειες, για παράδειγμα, τα χαρακτηριστικά του προσώπου του συνομιλητή. Αυτή τη στιγμή, η μελέτη βρίσκεται στο στάδιο της έγκρισης σε ζώα που μπορούν να διακρίνουν κινούμενα αντικείμενα.

Το κύριο καθήκον των επιστημόνων σε αυτό το στάδιο είναι να δημιουργήσουν γυαλιά ή μια συσκευή σε μορφή στεφάνης, με τη βοήθεια της οποίας θα συλλέγεται το εξωτερικό φως και θα μετατρέπεται σε συγκεκριμένο ηλεκτρονικό κωδικό. Επιπλέον, αυτός ο κώδικας στις κεντρικές δομές του εγκεφάλου θα μετατραπεί σε εικόνα.

Οι ασθένειες του αμφιβληστροειδούς είναι η νούμερο ένα αιτία τύφλωσης. Ωστόσο, ακόμη και αν όλα τα κύτταρα των φωτοϋποδοχέων είναι κατεστραμμένα, το οπτικό νεύρο συνήθως δεν καταστρέφεται, δηλαδή διατηρείται η οδός εξόδου του νεύρου. βολβός του ματιού. Οι σύγχρονες προθέσεις εκμεταλλεύονται αυτό το γεγονός. Σε αυτή την περίπτωση, ειδικά ηλεκτρόδια εμφυτεύονται στο μάτι ενός τυφλού. Διεγείρουν τα γαγγλιακά νευρικά κύτταρα. Αλλά ταυτόχρονα, μπορείτε να έχετε μόνο μια θολή εικόνα, δηλαδή ένα άτομο αντιλαμβάνεται τα περιγράμματα των αντικειμένων.

Αλλο εναλλακτική μέθοδοςΗ θεραπεία της τύφλωσης είναι η διέγερση των κυττάρων μέσω φωτοευαίσθητων πρωτεϊνών. Εγχέονται στον αμφιβληστροειδή του βολβού του ματιού χρησιμοποιώντας μεθόδους γονιδιακή θεραπεία. Όταν εγχέονται στον αμφιβληστροειδή, αυτές οι πρωτεΐνες διεγείρουν ταυτόχρονα ένας μεγάλος αριθμός απόγαγγλιακά κύτταρα.

Ωστόσο, για να σχηματιστεί μια καθαρή εικόνα, είναι απαραίτητο να καθιερωθεί ο κώδικας του αμφιβληστροειδούς, δηλαδή ο τρόπος που χρησιμοποιεί η φύση για να μετατρέψει το φως σε ηλεκτρική ώθηση. Διαφορετικά, οι παραγόμενες παρορμήσεις θα είναι ακατανόητες για τους νευρώνες του εγκεφάλου και η κατασκευή μιας καθαρής εικόνας θα καταστεί αδύνατη.

Στην αρχή, οι επιστήμονες προσπάθησαν να πάρουν αυτόν τον κωδικό χρησιμοποιώντας απλά αντικείμενα, τα οποία περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, γεωμετρικά σχήματα. Η Sheila Nirenberg, γιατρός νευροεπιστήμης, πρότεινε ότι ο κώδικας του αμφιβληστροειδούς πρέπει να είναι του ίδιου τύπου τόσο για την κατασκευή απλών γεωμετρικών σχημάτων όσο και για τη δημιουργία πιο περίπλοκων πινάκων (ανθρώπινα πρόσωπα, τοπία). Ενώ εργαζόταν σε αυτή τη θεωρία, ο S. Nirenberg συνειδητοποίησε ότι η ίδια υπόθεση τύπου είναι κατάλληλη για προσθετική αμφιβληστροειδούς. Διεξήγαγε ένα απλό πείραμα στο οποίο ένας μίνι-προβολέας, ελεγχόμενος από έναν αποκρυπτογραφημένο κώδικα, έστελνε ηλεκτρικά ερεθίσματα στα γαγγλιακά κύτταρα των ποντικών. Σε αυτά τα κύτταρα χρησιμοποιώντας τεχνικές γενετική μηχανικήφωτοευαίσθητες πρωτεΐνες ήταν προενσωματωμένες.

Κατά την ανάλυση των αποτελεσμάτων που ελήφθησαν σε μια σειρά πειραμάτων, διαπιστώθηκε ότι η ποιότητα της όρασης ενός ποντικιού που εμφυτεύεται με αυτόν τον προβολέα δεν διαφέρει από την οπτική λειτουργία ενός υγιούς τρωκτικού.

Αυτό πρωτοποριακή τεχνολογίαδίνει ελπίδα σε έναν τεράστιο αριθμό ασθενών με προβλήματα όρασης. Εξαιτίας του γεγονότος ότι φαρμακευτική θεραπείαβοηθά μόνο ένα μικρό μέρος τυφλών ατόμων, μια πρόσθεση αμφιβληστροειδούς θα έχει μεγάλη ζήτηση στην κλινική πράξη.

28 Απριλίου 2015

Ερευνητές ιατρική ΣχολήΤο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, με επικεφαλής τον καθηγητή Daniel Palanker, ανέπτυξε ένα ασύρματο εμφύτευμα αμφιβληστροειδούς που στο μέλλον θα αποκαταστήσει την όραση πέντε φορές καλύτερα από τις υπάρχουσες συσκευές. Τα αποτελέσματα μελετών σε αρουραίους υποδεικνύουν την ικανότητα της νέας συσκευής να παρέχει λειτουργική όραση σε ασθενείς με εκφυλιστικές ασθένειεςαμφιβληστροειδή, όπως η μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα και η εκφύλιση της ωχράς κηλίδας.

Οι εκφυλιστικές παθήσεις του αμφιβληστροειδούς οδηγούν στην καταστροφή των φωτοϋποδοχέων -των λεγόμενων ράβδων και κώνων- ενώ το υπόλοιπο μέρος του ματιού, κατά κανόνα, διατηρείται σε καλή κατάσταση. Το νέο εμφύτευμα χρησιμοποιεί την ηλεκτρική διεγερσιμότητα ενός από τους πληθυσμούς των νευρώνων του αμφιβληστροειδούς γνωστού ως διπολικά κύτταρα. Αυτά τα κύτταρα επεξεργάζονται τα σήματα από τους φωτοϋποδοχείς πριν φτάσουν στα γαγγλιακά κύτταρα, τα οποία στέλνουν οπτικές πληροφορίες στον εγκέφαλο. Διεγείροντας τα διπολικά κύτταρα, το εμφύτευμα εκμεταλλεύεται τις σημαντικές φυσικές ιδιότητες του νευρικού συστήματος του αμφιβληστροειδούς, με αποτέλεσμα πιο λεπτομερείς εικόνες από συσκευές που δεν στοχεύουν αυτά τα κύτταρα.

Το εμφύτευμα, κατασκευασμένο από οξείδιο του πυριτίου, αποτελείται από εξαγωνικά φωτοηλεκτρικά εικονοστοιχεία που μετατρέπουν το φως που εκπέμπεται από τα ειδικά γυαλιά που τοποθετούνται στα μάτια του ασθενούς σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτές οι ηλεκτρικές ώσεις διεγείρουν τα διπολικά κύτταρα στον αμφιβληστροειδή, ξεκινώντας έναν νευρικό καταρράκτη που φτάνει στον εγκέφαλο.

πίσω

Διαβάστε επίσης:

06 Απριλίου 2015

Πώς μοιάζουν τα μαγνητικά κύματα;

Ένα τσιπ πυξίδας στερεάς κατάστασης που στέλνει σήματα σε περιοχές του εγκεφαλικού φλοιού του τυφλού αρουραίου που είναι υπεύθυνες για την επεξεργασία οπτικών πληροφοριών επέτρεψε στο ζώο να «βλέπει» γεωμαγνητικά πεδία.

διαβάστηκε 20 Ιουνίου 2013

Ασύρματη πρόσθεση αμφιβληστροειδούς

Βιοτεχνολόγοι στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ έχουν μεταμοσχεύσει με επιτυχία αμφιβληστροειδικές προθέσεις στα μάτια των αρουραίων, οι οποίες λειτουργούν χωρίς πηγή ενέργειας και απαιτούν ελάχιστη χειρουργική επέμβαση για εμφύτευση.

διαβάστηκε 22 Φεβρουαρίου 2013

Οι ηλεκτρονικοί αμφιβληστροειδή βελτιώνονται

Ο ασύρματος βιονικός αμφιβληστροειδής Alpha IMS λειτουργεί χωρίς εξωτερική κάμερα, επιτρέποντας την ελεύθερη κίνηση των ματιών και στέλνει σήματα από 1500 pixel σε κοντινά νευρικά στρώματα του αμφιβληστροειδούς και στο οπτικό νεύρο, προσομοιώνοντας πλήρως την εργασία των κυττάρων φωτοϋποδοχέα.

διαβάστηκε 18 Φεβρουαρίου 2013

Ο πρώτος ηλεκτρονικός αμφιβληστροειδής μπαίνει στην αγορά των ΗΠΑ

Ο FDA ενέκρινε τον πρώτο τεχνητό αμφιβληστροειδή, μια εμφυτεύσιμη συσκευή με ορισμένες από τις λειτουργίες του αμφιβληστροειδούς που θα βοηθήσει άτομα που έχουν χάσει την όρασή τους λόγω γενετική ασθένεια- μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα.

διαβάστηκε 14 Μαΐου 2012

Οπτοηλεκτρονικός αμφιβληστροειδής χωρίς μπαταρίες

Για να δημιουργήσουν έναν τεχνητό αμφιβληστροειδή, οι επιστήμονες αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν φωτοκύτταρα που ενεργοποιούνται με υπέρυθρα, τα οποία κατέστησαν δυνατό να συνδυαστεί η μετάδοση οπτικών πληροφοριών με τη μετάδοση ενέργειας και να απλοποιηθεί η συσκευή εμφύτευσης.

Γερμανοί επιστήμονες ανέπτυξαν έναν εμφυτεύσιμο τεχνητό αμφιβληστροειδή.

Στο πείραμα, επέστρεψε εν μέρει τρεις ασθενείς τυφλούς ως αποτέλεσμα κληρονομικής δυστροφίας του αμφιβληστροειδούς, γράφει η Daily Telegraph.

Προηγούμενες συσκευές με παρόμοιο σκοπό ήταν μια κάμερα και ένας επεξεργαστής που φοράς σαν γυαλιά. Το βιονικό εμφύτευμα, που αναπτύχθηκε από την Retinal Implant AG σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Οφθαλμολογικής Έρευνας στο Πανεπιστήμιο του Tübingen, εμφυτεύεται απευθείας κάτω από τον αμφιβληστροειδή και χρησιμοποιεί την οπτική συσκευή του ματιού. Έτσι, είναι μια άμεση αντικατάσταση των χαμένων υποδοχέων φωτός.

Η ασπρόμαυρη εικόνα που λαμβάνεται με τη βοήθεια του βιονικού αμφιβληστροειδούς είναι σταθερή και αντιστοιχεί στις κινήσεις του βολβού του ματιού.

Τρεις ασθενείς που συμμετείχαν στις δοκιμές της συσκευής μπόρεσαν να διακρίνουν τα σχήματα των αντικειμένων λίγες μέρες μετά την επέμβαση. Ένας από αυτούς βελτίωσε την όρασή του τόσο πολύ που άρχισε να περπατά ελεύθερα στο δωμάτιο, να πλησιάζει τους ανθρώπους, να βλέπει τους δείκτες του ρολογιού και να διακρίνει τις επτά αποχρώσεις του γκρι.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Eberhart Zrenner, επικεφαλής του οφθαλμολογικό νοσοκομείοΠανεπιστήμιο του Tübingen, πιλοτικές δοκιμές απέδειξαν πειστικά ότι το εμφύτευμα είναι σε θέση να αποκαταστήσει την όραση των ατόμων με δυστροφία αμφιβληστροειδούς σε επαρκή βαθμό Καθημερινή ζωήΕνταση ΗΧΟΥ. Είναι αλήθεια, σημείωσε, η εισαγωγή της συσκευής σε νοσοκομειακή πρακτικήθα πάρει πολύ χρόνο.

Ο βιονικός αμφιβληστροειδής, σύμφωνα με τους επιστήμονες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τύφλωση που προκαλείται από μελαγχρωστική αμφιβληστροειδίτιδα και άλλες εκφυλιστικές ασθένειες του αμφιβληστροειδούς.

Τα συστήματα βιολογικών αισθητήρων είναι συμπαγή και ενεργειακά αποδοτικά. Όταν προσπαθούν να δημιουργήσουν ένα ανάλογο ημιαγωγού του αμφιβληστροειδούς, αντιμετωπίζουν μεγάλες δυσκολίες: με πάχος 0,5 mm, ζυγίζει 0,5 g και καταναλώνει 0,1 W.

Ρύζι. οκτώ.

βιολογικός αμφιβληστροειδής.

Τα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς συνδέονται με ένα πολύπλοκο δίκτυο διεγερτικών (μονόπλευρα βέλη), ανασταλτικών (γραμμών με κύκλους στο τέλος) και αμφίδρομων (βέλη δύο όψεων) σηματοδοτικών συνδέσεων. Αυτό το κύκλωμα δημιουργεί επιλεκτικές αποκρίσεις από τους τέσσερις τύπους γαγγλιακών κυττάρων (παρακάτω), που αποτελούν το 90% των ινών. οπτικό νεύρομετάδοση οπτικών πληροφοριών στον εγκέφαλο. Γαγγλιακά κύτταρα συμπερίληψης "Ενεργό." (πράσινο) και απενεργοποιήστε το "Off". (κόκκινο) διεγείρονται όταν η τοπική ένταση φωτός είναι υψηλότερη ή χαμηλότερη από ό,τι στη γύρω περιοχή. Αύξηση Γαγγλιακών Κυττάρων "Inc." (μπλε) και φθίνουσα "Δεκ." (κίτρινο) δημιουργούν παλμούς όταν η ένταση του φωτός αυξάνεται ή μειώνεται.

Ρύζι. οκτώ.

αμφιβληστροειδής πυριτίου

Στα ηλεκτρονικά μοντέλα του αμφιβληστροειδούς, οι άξονες και οι δενδρίτες κάθε κυττάρου (συνδέσεις σήματος) αντικαθίστανται από μεταλλικούς αγωγούς και οι συνάψεις από τρανζίστορ. Οι μεταθέσεις αυτής της διαμόρφωσης δημιουργούν διεγερτικές και ανασταλτικές αλληλεπιδράσεις που μιμούνται τις συνδέσεις μεταξύ των νευρώνων. Τα τρανζίστορ και οι αγωγοί που τα συνδέουν βρίσκονται σε τσιπ πυριτίου, διάφορα τμήματαπου παίζουν το ρόλο διαφορετικών στρωμάτων κυττάρων. Οι μεγάλες πράσινες περιοχές είναι φωτοτρανζίστορ που μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικά σήματα.

Στο πρώιμο στάδιοΚατά την ανάπτυξη των ματιών, τα γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς στέλνουν τους άξονές τους στο τέκτο, το αισθητήριο κέντρο του μεσεγκεφάλου. Οι άξονες του αμφιβληστροειδούς καθοδηγούνται από χημικά ίχνη που απελευθερώνονται από γειτονικά τεκτικά κύτταρα που ενεργοποιούνται ταυτόχρονα. ως αποτέλεσμα, οι νευρώνες που πυροδοτούνται ταυτόχρονα συνδέονται. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένας χάρτης της χωρικής θέσης των αισθητήρων του αμφιβληστροειδούς στον μεσεγκέφαλο.

Για τη μοντελοποίηση αυτής της διαδικασίας, χρησιμοποιούνται προγραμματιζόμενα καλώδια για τη δημιουργία αυτο-οργανωμένων συνδέσεων μεταξύ των κυττάρων στο τσιπ αμφιβληστροειδούς Visio1 (επάνω) και στο τσιπ τεχνητού τέκτου Neurotrope1 (κάτω). Οι ηλεκτρικοί παλμοί εξόδου κατευθύνονται από τα τεχνητά γαγγλιακά κύτταρα στα κύτταρα του τέκτου μέσω ενός τσιπ μνήμης (RAM) (μέση). Το τσιπ του αμφιβληστροειδούς εξάγει τη διεύθυνση του διεγερμένου νευρώνα και το τσιπ τέκτου αναπαράγει την ώθηση διέγερσης στην κατάλληλη θέση. Στο παράδειγμά μας, το τεχνητό τέκτο δίνει εντολή στη μνήμη RAM να ανταλλάξει τις διευθύνσεις 1 και 2. Ως αποτέλεσμα, το τέρμα του άξονα του γαγγλιακού κυττάρου 2 μετακινείται στο κύτταρο τέκτου 1, μετατοπίζοντας τον άξονα του γαγγλιακού κυττάρου 3. Οι άξονες ανταποκρίνονται σε μια κλίση ηλεκτρικής φορτίο που απελευθερώνεται από το διεγερμένο κελί, βοηθώντας στην ανακατεύθυνση των συνδέσεων.

Μετά από πολλαπλή πυροδότηση μπλοκ παρακείμενων τεχνητών αμφιβληστροειδικών νευρώνων (επισημασμένα τρίγωνα, επάνω αριστερά) καταληκτικά σημείαοι άξονες των κυττάρων του τέκτου, που αρχικά ήταν διάσπαρτοι (τονισμένα τρίγωνα κάτω αριστερά), συγκλίνουν και σχηματίζουν πιο ομοιόμορφες ζώνες (κάτω δεξιά).

Ρύζι. 9.

Τεχνητοί αμφιβληστροειδής "Argus" (Argus) εμφυτεύθηκαν με επιτυχία σε έξι τυφλούς ασθενείς, επιτρέποντάς τους να δουν ξανά φως και να ανιχνεύσουν την κίνηση μεγάλων φωτεινών αντικειμένων.

Ρύζι. δέκα.

Αυτό το σύστημα συνδυάζει ένα μικροσκοπικό ηλεκτρονικό εμφύτευμα ματιών με μια βιντεοκάμερα τοποθετημένη σε σκούρα γυαλιά. Ένα πλέγμα 16 ηλεκτροδίων στο εμφύτευμα συνδέεται με τον αμφιβληστροειδή, δρώντας στους φωτοϋποδοχείς. Το σήμα που τους τροφοδοτείται ταξιδεύει πολύ μακριά από την κάμερα: μέσω του επεξεργαστή επεξεργασίας, μετά μέσω του ραδιοφωνικού καναλιού στον δέκτη που βρίσκεται πίσω από το αυτί και στη συνέχεια μέσω των καλωδίων που τεντώνονται κάτω από το δέρμα μέχρι το εμφύτευμα ματιού. Το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει μόνο με ασθενείς που έχουν αποδυναμωθεί και κατεστραμμένα φωτοϋποδοχείς αμφιβληστροειδούς, αλλά υγιές οπτικό νεύρο.

Γίνονται προσπάθειες αναπαραγωγής των νευρικών δομών και των λειτουργιών τους. Αυτό ονομάζεται μορφοποίηση (χαρτογράφηση) των νευρικών συνδέσεων σε ηλεκτρονικά κυκλώματα πυριτίου. Έτσι, δημιουργούνται νευρομορφικά μικροτσίπ με τη μορφοποίηση του αμφιβληστροειδούς - του νευρικού ιστού πάχους 0,5 mm που καλύπτει πίσω τοίχωμαμάτια. Ο αμφιβληστροειδής αποτελείται από πέντε εξειδικευμένα στρώματα νευρικά κύτταρακαι εκτελεί προεπεξεργασία οπτικών εικόνων (εικόνων), εξαγωγή ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣχωρίς να απευθύνεται στον εγκέφαλο και χωρίς να σπαταλά τους πόρους του.

Ο αμφιβληστροειδής πυριτίου αισθάνεται τις κινήσεις του ανθρώπινου κεφαλιού. Τέσσερις τύποι γαγγλιακών κυττάρων πυριτίου στο τσιπ Visio1 μιμούνται πραγματικά κύτταρα αμφιβληστροειδούς και εκτελούν οπτική προεπεξεργασία. Ορισμένα κύτταρα ανταποκρίνονται σε σκοτεινές περιοχές (κόκκινο), άλλα σε ανοιχτόχρωμες περιοχές (πράσινες). Το τρίτο και το τέταρτο σύνολο κελιών παρακολουθούν τα μπροστινά (κίτρινα) και τα πίσω (μπλε) όρια των αντικειμένων. Οι ασπρόμαυρες εικόνες που παράγονται από την αποκωδικοποίηση δείχνουν τι θα έβλεπε ένας τυφλός με ένα νευρομορφικό εμφύτευμα αμφιβληστροειδούς.