Paul Sparks
0 
3120
409
Nová studie navrhuje, že si umělá sítnice vyrobená z organického inkoustu a zlata jednoho dne dokáže obnovit vidění.
Nové zařízení je extrémně tenká vrstva organických krystalických pigmentů, které se široce používají v tiskařských barvách, kosmetice a tetování. Když jsou tyto pigmenty uspořádány ve zvláštní vrstvené geometrii, krystaly mohou absorbovat světlo a převádět je na elektrické signály, stejně jako buňky citlivé na světlo - nazývané fotoreceptory - v sítnici oka a umožnit vidění podle studie zveřejněné v květnu. 2 v časopise Advanced Materials.
Zařízení slibuje obnovení zraku pro miliony lidí s chorobami, jako je retinitis pigmentosa, genetické oční onemocnění a věková makulární degenerace, což je hlavní příčina oslepnutí u starších lidí.
Při těchto onemocněních jsou fotoreceptory ztraceny, ale ostatní neurony v sítnici, které zpracovávají elektrické signály a přenášejí je do mozku, jsou zachovány. "Máme tyto neurony, které jsou dokonale zdravé a funkční," řekl vedoucí výzkumný pracovník Eric Glowacki, výzkumný pracovník, který studuje organickou elektroniku na Linköping University ve Švédsku. „Z toho vyplývá, můžeme obejít fotoreceptory a přímo stimulovat neurony přímo?“ [Super-inteligentní stroje: 7 robotických budoucností]
Obcházení fotoreceptorů v oku není nový nápad. Existují i jiné sítnicové implantáty, které jsou testovány na lidech nebo které jsou již na trhu. Někteří používají externí kamery, které přenášejí na elektrody implantované do sítnice a napájejí zařízení pomocí jiné jednotky implantované za uchem. Ostatní týmy zkoumají bezdrátové přístupy pomocí miniaturizovaných solárních článků jako stand-in pro fotoreceptory.
Nový implantát odlišuje to, že je bezdrátový a používá organické sloučeniny místo materiálu na bázi křemíku, takže je pravděpodobnější, že ho tělo přijme..
"To je docela unikátní," řekl Derrick Cheng, vědec na Brown University, který studuje biohybridní přístupy k sítnicovým implantátům, ale nebyl zapojen do nové studie. „Oko má přirozeně pigmentovanou vrstvu. Takže tento přístup je více podobný tomu, jak vypadá sítnice.“
Zařízení je také velmi tenké, což je rozhodující pro všechno, co má být implantováno do jemné oční tkáně, řekl Cheng. Podle studie je to jen na 80 nanometrů 100krát tenčí než jeden neuron a 500krát tenčí než nejtenčí silikonové sítnicové implantáty.
Je obtížné vytvořit bezdrátové implantáty, které mohou samy generovat dostatek energie pro aktivaci neuronů. Pro Glowackiho a jeho kolegy bylo nalezení řešení testováním a optimalizací různých kombinací pigmentů, které dobře absorbují světlo. Na vrstvu zlata položili dvě vrstvy dvou různých pigmentů. Když je tento sendvič vystaven světlu, elektrony se hromadí nahoře a kladný náboj klesne na dno a nabije zlatou vrstvu. Při umístění do slané vody, která je podobná prostředí v oku, zařízení generuje elektrické pole, které je snímáno sousedními neurony.
Když přišel čas otestovat zařízení na sítnici, Yael Hanein, profesorka elektrotechniky na tel Avivské univerzitě v Izraeli, a její tým extrahoval sítnice z embryí kuřat. Jak kuře roste ve vejci, jeho oči se vyvíjejí do 14. dne, ale fotoreceptory se netvoří až do 16. dne. To dává vědcům dvoudenní okno, aby si dali ruce na „slepou“ sítnici.
Po připojení zařízení k extrahované kuřecí sítnici si vědci na ni všimli a zjistili, že generuje dostatek elektřiny, aby stimulovala zbytek neuronů sítnice. „To byl vrcholný úspěch,“ řekl Glowacki .
Tým nyní testuje zařízení u živých králíků pomocí dobrovolných chirurgů lidské sítnice. Ačkoli králíci nejsou slepí, přirozeně nevidí červenou, protože mají fotoreceptory pouze pro zelené a modré spektrum. Pokud by sietnicový implantát, který zachytí červené spektrum, pracoval podle plánu, vědci by mohli vidět výslednou neuronální odpověď ve vizuální kůře zvířat, uvedl Glowacki. Jinými slovy, budou schopni zjistit, zda zařízení dovolilo zvířatům vidět červenou barvu.
Původní článek o .