Бионические глаза и нейропротезы
Порядка 40 млн слепых людей во всем мире нуждаются в технологиях, которые смогут вернуть им способность видеть. Однако до сих пор не существует доступного способа протезирования зрения. Мы привыкли ассоциировать зрение лишь с глазами – тем не менее, помимо самих глазных яблок в процессе участвует зрительная кора головного мозга, которой мы фактически «видим», и нервные пути, которые соединяют глаза с мозгом. В зависимости от определённой патологии можно попытаться реализовать протезирование практически на каждом из этих этапов.
В 1956 году австралийский ученый Дж. И. Тассикер
запатентовал первый ретинальный имплант, который почти не давал полезного зрения, но смог показать, что можно искусственно вызывать зрительные сигналы.
Ретинальный имплант (имплант сетчатки) вводит визуальную информацию в сетчатку, электрически стимулируя её выжившие нейроны. На тот момент вызванные зрительные восприятия имели довольно низкое разрешение, достаточное лишь для распознавания простых объектов. Из-за технологических ограничений прошло очень много времени, прежде чем появились какие-то реальные разработки, способные дать зрение, с которым человек мог бы полноценно видеть. Так, в 2019 году в мире насчитывалось около 50 активных проектов, фокусирующихся на протезировании зрения.
Пару лет назад на рынке было доступно три ретинальных импланта, которые прошли клинические испытания и были сертифицированы государственными регулирующими органами: европейским CE Mark и американским FDA.
1)
Second Sight Medical Products, США
2)
Pixium Vision, Франция
3)
Retina Implant AG, Германия
IRIS II (Pixium Vision) и Argus II (Second Sight) имели внешние устройства (очки с видеокамерой и блок обработки видеосигнала). Слепой человек смотрит при помощи камеры, с нее картинка направляется в процессор, где изображение обрабатывается и распадается на 60 пикселей (для системы Argus II). Затем сигнал направляется через трансмиттер на электродную решетку, вживленную на сетчатке, и электрическим током стимулируются оставшиеся живые клетки.
В немецком импланте Alfa АMS (Retina Implant) нет внешних устройств, и человек видит своим собственным глазом. Имплант на 1600 электродов вживляется под сетчатку. Свет через глаз попадает на светочувствительные элементы и происходит стимуляция током. Питается имплант от подкожного магнитного коннектора. Все три ретинальных импланта больше не производятся, так как появилось новое поколение кортикальных протезов (для стимуляции коры головного мозга, а не сетчатки глаза), но они остались своего рода вехой в индустрии, и технологии, на которых они основываются, продолжает совершенствоваться.
Однако, несмотря на значительное количество проектов фундаментальных разработок по улучшению ретинальных имплантов, ни один из них ещё не прошел клинические испытания:
1) Улучшенный имплант
DRY AMD PRIMA компании Pixium с увеличением количества электродов для стимуляции большего количества клеток сетчатки проходит клинические испытания;
2) Retina Implant AG закрыли производство;
3) Second Sight проводят клинические испытания своего кортикального импланта, но в марте 2020 года
компания уволила 80% сотрудников из эксплуатационно-производственного подразделения.
В следующей публикации продолжим разговор об основных фундаментальных технологиях в области ретинальных имплантов.
