Neue Forschung könnte künstliche Netzhaut um ein blindes Auge sehen helfen verbessern.

Es ist möglich, einen groben Anschein des Sehens im Blind mit künstliche Netzhaut wiederherzustellen. Neue Untersuchungen zeigen, dass variiert die Länge der die elektrischen Impulse benutzt, um ein Auge zudrücken "sehen" viel höhere Auflösung Netzhaut-Implantate ermöglichen könnte, so dass blinde Menschen ihre Umwelt besser vertrauensvoll navigieren können.

Retinitis Pigmentosa (RP) ist eine erbliche Krankheit, die lichtempfindlichen Zellen in der Netzhaut (Photorezeptoren) angreift. Da diese Zellen im Laufe der Zeit verschlechtern, geht die Person langsam blind. Implantierte künstliche Netzhaut können obwohl bei weitem nicht perfekt restaurierte Vision verleiht Patienten Bewegung, zum Beispiel, oder große Sinnesobjekten erkennen helfen. Andrew Weitz, Assistant Professor für Augenheilkunde der Forschung an der University of Southern California und Hauptautor der Studie, vergleicht den Unterschied zu einer kurzsichtigen Person versucht, eine Ferne Leuchtreklame mit und ohne ihre Brille zu lesen.

Die retinale Implantat in der USC Studie verwendet wurde ein Argus ich Version, genannt "das bionische Auge." (Es gibt eine neuere Version, Argus II auch.) Im Gegensatz zu der EnChroma Brille, entworfen, um Farbenblindheit, korrigieren können diese Implantate Sehbehinderung diejenigen wiederherstellen, die völlig blind sind, obwohl die Farbauflösung ziemlich rau ist. "Die meisten Patienten gelblich-weißliche Licht zu sehen", sagte Weitz Gizmodo per e-Mail.

Der Implantation beinhaltet Verlegung ein kleines Raster von Elektroden auf die Netzhaut des Patienten, mit jeder Elektrode wird ähnlich wie ein Pixel in einem Bild. Wenn der Patient eine spezielle paar Sonnenbrille ausgestattet mit einer winzigen Kamera zieht, sind diese Bilder drahtlos an das Array, elektrisch stimuliert das Muster des Bildes entsprechen, unabhängig davon, welche Zellen gesendet. Beispielsweise würde Blick auf den Buchstaben E senden elektrische Impulse, welche Netzhautzellen das gleiche E-förmigen Muster produzieren würde.

"At mindestens das ist, wie es gedacht war, zu arbeiten," sagte Weitz. "Aber die Fähigkeit der Elektroden-Array, präzise Muster von Zellen in der Netzhaut stimulieren beschränkte – bis jetzt." Er und seine Kollegen USC festgestellt, dass sehr viel präzisere Muster in den Zellen über Elektrostimulation man konnte mit längeren Impulse. Sie führten Experimente an Ratten und ein menschliches Subjekt, und ihre Ergebnisse in einem Artikel in Science Translational Medicineberichtet.

Die Ratten bekommen nicht tatsächliche Arbeit Implantate. Stattdessen wurden ihre Netzhaut entfernt und stimuliert mit Weitzs hausgemachten Version des gleichen Typs von Elektroden-Array in der Argus ich Netzhaut-Implantat eingesetzt. "Dadurch, dass die Netzhaut in beheizten, sauerstoffreiches Kochsalzlösung, die die Flüssigkeit im Inneren des Auges imitiert, Sie können lebendig Netzhaut dadurch für viele Stunden," erklärte er.

Weitz getestet die Netzhaut beide regelmäßigen Ratten und Ratten gekreuzt, um einen genetischen Form der Blindheit ähnlich RP beim Menschen zu entwickeln.

Zuerst spritzte er einen Virus in das Auge schaudern>, Implantation ein Gen, das für ein Protein kodiert, das macht die Zellen leuchten, wenn sie mit elektrischem Strom zapped sind. Es dauerte ein paar Wochen, bevor das Protein aktiv ausgedrückt wurde, an welcher Stelle die Netzhaut entfernt war und auf das Array unter dem Mikroskop gelegt.

Dann zapped Weitz die Netzhaut mit elektrischen Impulsen unterschiedlicher Dauer zu sehen, wie die Zellen auf den Reiz reagiert. Die Ergebnisse: Impulse von längerer Dauer produziert viel gezieltere Stimulation der Netzhaut im Vergleich zu kürzeren Pulsen, korrelieren, hoher Auflösung und (schließlich) besser künstliche Vision.

Ratten sind eine Sache; dies beim Menschen funktioniert, ist eine andere. So Weitz und seine Kollegen ein ähnliches Experiment auf ein menschliches Subjekt, das die Argus ich Implantat durchgeführt hatte, testen die Reaktion auf kurzen und langen Impulsen. Dies ist zwar die kleinste mögliche Stichprobengröße (N = 1), aber die Argus II-Hardware wird nicht zulassen, für ausreichend lange Impulse, gerade jetzt Themen macht es unmöglich, diese zu nutzen. Seit Argus I ist eine ältere Technologie, die verfügbaren Themen waren ziemlich selten.

"Es ist sicherlich eine Möglichkeit der individuellen Unterschiede unter den Menschen, da Patienten verschiedene Formen der RP in verschiedenen Stadien der Krankheit haben", sagte Weitz. Aber er denkt immer noch die grundlegende Feststellung – kurze und lange Impulse stimulieren verschiedene Arten von Zellen in der Netzhaut – wird über viele Menschen halten.

Jetzt sind Weitz und seine Kollegen suchen, um die Hardware für das Implantat Argus II zu ändern, sodass es mehr elektrischer Impulse, mit Blick auf die Durchführung von Tests zu menschlicher Themen behandeln. Sie werde auch in alternative Materialien für die Elektroden, da die längere Impulse liefern mehr elektrischen Ladung zu Augen, die möglicherweise oder möglicherweise nicht sicher ist, je nach Patient suchen werden. Wenn alles gut geht, werden Patienten mit künstliche Netzhaut das Licht noch deutlicher sehen können.

Referenz:

Weitz, Andrew Et Al. (2015) "Verbesserung der räumlichen Auflösung von Epiretinal Implantate durch die Erhöhung von Anregung Pulsdauer," Science Translational Medicine 7(318): 318ra203.

Bilder: (oben) Zellen in der Ratte Netzhaut durch elektrische Impulse aktiviert. A. Weitz Et Al. /Journal der Neurophysiologie (April 2013). (unten) Kurze Impulse von aktuellen Vs lange Impulse in eine Ratte Netzhaut. A. Weitz Et Al.