Bionische Augen Stecker direkt in das Gehirn

Forscher haben Visier unter Umgehung der Normalwege der Bionik, Videokameras Haken tief ins Gehirn, so dass die Blinden sehend. Das bionic Eye-System hat bereits viel versprechend in Affen bewiesen.

Ziel ist es, eines Tages bieten Vision für blinde Menschen, die mit zwei Videokameras getragen wie ein paar Gläser, die Signale drahtlos an ein Implantat im Gehirn zu übertragen.

Jahrzehntelange Studien haben versucht, die Prothesen zu entwickeln, die Sicht wieder herzustellen. Ein Ansatz erzeugt Bilder durch gesunde Nervenzellen in der Netzhaut, der lichtempfindlichen Gewebe Auskleidung des inneren Augapfels elektrisch stimuliert und somit die Effekte des eingehenden Lichtes zu imitieren. Das andere elektrisch Zellen in der Hirnrinde, die äußere Schicht des Gehirns stimulieren wo visuelle Signale verarbeitet werden soll.

Beide Ansätze haben Nachteile und begrenzte Erfolge erzielt haben.

Die Netzhaut ist eine sehr zarte, empfindliche Membran, die anfällig für Beschädigungen ist. Und die Komplexität in der Hirnrinde erschwert es, verständliche Bilder mit der zweiten Methode zu generieren.

Mit retinalen Stimulation ist jedes Neuron, der angeregt wird verantwortlich für einen einzelnen Punkt in jedem Bild, das zu sehen ist. Kortikale Stimulation "Sie stimulieren einen Standort in der Hirnrinde, erhalten Sie ein Ort des Lichts, Sie stimulieren eine andere Website erhalten Sie einen anderen Ort, aber wenn Sie beide gleichzeitig stimulieren nicht unbedingt erhalten Sie die Summe der beiden, aber Sie bekommen ein Drittel erkennen könnte," erklärte rechnerische Neurowissenschaftler rechnerische Neurowissenschaftler Nicholas Hatsopoulos von der University of Chicago in Illinois. "Man können nicht wirklich die Punkte verbinden."

Tiefer gehen

So Neurowissenschaftler John Pezaris und R. Clay Reid an der Harvard Medical School auf einer Region konzentrierte tief im Gehirn Thalamus genannt, überträgt die sensorische Daten zwischen der Rinde und dem Rest des Körpers. Sie konzentrierten sich auf einem Teil des Thalamus, bekannt als die seitlichen gekniet Kern, der optische Signale weiterleitet.

Die Forscher untersuchten die Augenbewegungen von Rhesusaffen mit normalem Sehvermögen als Reaktion zunächst auf Lichtpunkte auf einem Computer-Bildschirm und dann auf elektrische Stimulation des Thalamus. Während der elektrischen Stimulation verlagerte sich die Affen ihre Blicke auf Punkte auf dem Bildschirm entspricht die Lage der Elektroden im Gehirn. Dies deutet darauf hin, dass die Tiere die elektrischen Reize als normale visuelle Bilder, Ergebnisse detailliert online diese Woche in den Proceedings der National Academy of Sciencesbehandelt.

Der Thalamus ist leichter als der Netzhaut stimulieren und viel weniger zerbrechlich, sagten die Forscher. Zur gleichen Zeit verhalte sich die gezielte Neuronen mehr wie jene in der Netzhaut als jene in der Hirnrinde, so dass es einfacher, verständlicher Bilder zu erzeugen.

"ihr Ansatz bietet das Beste aus beiden Welten, die Vorteile der beiden anderen Methoden ohne ihre Nachteile", sagte Hatsopoulos, die nicht an dieser Studie teilgenommen haben.

Herausforderungen

Pezaris habe zur Kenntnis, dass der Teil des Thalamus, die sie schwerpunktmäßig oft gedacht ist so schwer zugänglichen chirurgisch, da es tief im Gehirn ist.

Aber sagte "Implantation einer Elektrode in die tieferen Teile des Gehirns ein Routineverfahren geworden ist," Pezaris LiveScience. "Diese Techniken sind in der Klinik zur Behandlung von Dingen wie der Parkinson-Krankheit und zur Behandlung von schweren Depressionen, Zwangsstörungen und anderen Bedingungen aktiv erforscht." Während einer Gehirnoperation gewisses Risiko hat, scheint es, dass Neurochirurgen haben die Hürden überwinden, so dass es auf akzeptable Standards an Sicherheit durchgeführt werden kann."

Für diese erste Experimente benutzten die Forscher nur zwei Elektroden, jeweils nur 35 Mikron über oder etwa ein Drittel der Breite eines menschlichen Haares, um zwei Punkte zu generieren, was die Affen sehen konnte. Pezaris sagte, dass ihr unmittelbare Ziel ist, mehr Elektroden mit komplexere Bildern erstellt.

Der seitliche gekniet Kern ist eine relativ kleine Struktur, die nicht tolerieren kann Tausende von Elektroden implantiert hinein, um ein hochauflösendes Bild, aber er merkte, dass Fortschritte in der Elektronik führen, noch feinere Drähte, diese Herausforderung zu überwinden.

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