211service.com
Mozkové implantáty pro obnovení zraku
Jednoho dne bude možná možné obnovit zrak u lidí, kteří jsou vrozeně slepí, umístěním implantátu do části zrakového systému, která byla dosud ignorována. Na rozdíl od většiny zrakových protéz v pokročilém vývoji by tento nový přístup mohl umožnit léčbu slepoty i při poškození celého oka.
Bionické vidění: Výzkumníci z Harvard Medical School si kladou za cíl postavit malou digitální kameru, která bude přenášet snímky do externího signálového procesoru, který nosí pacient. Procesor převede obraz z kamery na neurální impulsy a poté je bezdrátově přenese do implantovaného stimulátoru. Stimulátor bude pohánět sadu elektrod umístěných v laterálním genikulárním jádru mozku, aby vyvolal obrazy v mozku pacienta.
Zatímco je práce stále v raných fázích, vědci si nakonec představí zařízení, které převádí obrázky z digitálního fotoaparátu na nervové impulsy a poté tyto informace dodává do vizuálního systému, což umožňuje nositeli vidět.
Předchozí výzkum ukázal, že zrakové vjemy, známé jako vjemy, lze u nevidomých subjektů vyvolat elektrickou stimulací nervových buněk v systému zraku. Výzkumníci z Harvard Medical School v Bostonu navrhují vizuální protézu, která staví na tomto pozorování.
V současné době se vyvíjí několik typů protéz zlepšujících zrak, přičemž některé jsou již testovány na lidech. Ale zatímco se z velké části zaměřují na sítnici, vědci z Harvardu se rozhodli zaměřit se na část vizuálního systému nazývaného laterální geniculate nucleus (LGN), přenosovou stanici podél cesty od zrakového nervu do zrakové kůry, kde se zpracovávají vizuální informace. Protože se nachází proti proudu oka, mohla by být tato oblast zaměřena na lidi s rozsáhlým poškozením očí.
Multimédia
Prohlédněte si animaci pohybů očí zvířete.
A na rozdíl od míst ve zrakové kůře je LGN jednou z prvních zastávek ve vizuálním systému, což znamená, že neurální signály kódující vizuální informace ještě nebyly extenzivně zpracovány a rozšířeny po celém mozku. [V LGN] existuje přímé mapování vizuální scény na tkáni, říká John Pezaris , inženýr neurálních systémů na Harvard Medical School, který byl spoluautorem výzkumu spolu s neurologem Clay Reid , také na Harvard Medical School. To znamená, že konkrétní části LGN jsou propojeny s konkrétními částmi vizuální scény. Když například na jednom místě bliká světlo, aktivuje se odpovídající oblast v LGN.
Aby vědci určili, zda aktivita v LGN může napodobovat vizuální podněty, implantovali elektrody do LGN dvou opic, které byly vycvičeny k rychlému pohybu očí směrem k bodům světla, když se objevily na obrazovce. Když byla část LGN odpovídající určité části zorného pole elektricky stimulována, opice přesunuly svůj pohled do tohoto bodu na obrazovce. Výsledky, zveřejněné dnes v Proceedings of the National Academy of Sciences , naznačují, že opice viděly pulzy ve svém zorném poli, i když se na obrazovce nic nezobrazovalo.
Je to naprosto úžasné dílo, říká James Morrison , fyziolog a hlavní řešitel pro Skupina protézy sítnice na Institutu biomedicíny a biologických věd University of Glasgow ve Skotsku. Nicméně, Morrison říká, že pozice LGN je hlavní nevýhodou tohoto přístupu. Nachází se uprostřed hlavy, což ztěžuje přístup.
Nedávné pokroky v neurochirurgických technikách, jako jsou hluboké mozkové stimulátory pro léčbu Parkinsonovy choroby, mohou pomoci vyřešit tento problém: LGN je jen několik centimetrů od místa, kde jsou tyto stimulátory umístěny, říká Pezaris.
Přesto je příliš brzy říkat, zda zjištění povedou k lepším mozkovým implantátům. I když si myslím, že tento dokument má vědeckou hodnotu, myslím si, že bude extrémně obtížné obnovit slepotu odtud, říká Thomas Serre , neurolog ve společnosti Centrum pro biologické a počítačové učení na McGovern Institute for Brain Research na MIT. Domnívá se, že neurony v LGN mohou být umístěny příliš blízko u sebe, než aby mohly být stimulovány jednotlivě, což by bylo důležité při pokusu o reprodukci přirozeného vidění. Nemyslím si, že budeme někdy schopni jít za hranice generování velmi jednoduchých vjemů, jako jsou světelné body, říká.
Pezaris uznává, že je zapotřebí obrovské množství práce, než bude možné použít LGN k léčbě slepoty, ale říká, že tato práce alespoň otevírá dveře této možnosti. To byl jen první velmi malý krok, říká.