Domózgowy implant przywróci wzrok niewidomym
Zarządzający działem neuroinżynierii na Uniwersytecie Miguela Hernandeza w Elche (Hiszpania) Eduardo Fernandez przez lata szukał metody na przywrócenie niewidomym możliwości detekcji otaczających ich przedmiotów. Badacz osiągnął przełom. Niewidoma od 16 lat Bernardeta Gomez zobaczyła pierwsze zarysy otoczenia, korzystając ze sprzętu projektowanego przez Fernandeza.
Poddana testom Bernardeta Gomez na pół roku została wyposażona w domózgowy implant, który jest bajpasem zastępującym nerw prowadzący od mózgu do oka. Dzięki temu, korzystając ze specjalnych wyciemnionych okularów z kamerką, mogła oglądać kontury otaczających ją przedmiotów. Widziała także światło lamp, drukowane kształty oraz zarysy liter i kontury przebywających w pobliżu ludzi.
Założeniem neuroinżyniera Eduardo Fernandeza jest umożliwienie widzenia jak największej liczbie niewidomych na całym świecie (z niepełnosprawnością tą zmaga się prawie 40 mln osób) poprzez symulację sygnałów przekazywanych z mózgu do oka i z powrotem – za pomocą implantu połączonego z zestawem wizyjnym.
Bernardeta była pierwszą osobą testującą działanie implantu domózgowego. Wdrożenie testów wymagało operacji na otwartym mózgu, a następnie ponowienia jej, aby urządzenie po zakończeniu procedury wyjąć. W trakcie całego procesu Gomez musiała poddawać się także badaniom MRI, które miały wykazać, czy wszczepienie, a następnie wyjęcie implantu wpłynęło na jej mózg. Żadnego negatywnego wpływu nie stwierdzono, pacjentka nie doświadczyła efektów ubocznych i nie wykazywała niepokojących symptomów, których źródłem mógłby być implant.
Urządzenie jest swego rodzaju kamerą podpiętą do mózgu za pośrednictwem wtyczki. Fernandez wraz z zespołem badawczym najpierw opracowali specjalną kamerę instalowaną w okularach, co wymagało wykonania wielu badań obejmujących sygnały przesyłane przez siatkówkę oka. Testy prowadzono na siatkówkach pobranych od osób zmarłych. Podłączone do siatkówki elektrody eksponowano na światło i mierzono natężenia oraz poziomy dawek dostarczanych do siatkówki, jej reakcje i sposób wysyłania sygnałów do elektrod. Ponieważ ludzka siatkówka obumiera bardzo szybko, materiał badawczy pozyskiwano od zmarłych krótko po stwierdzeniu zgonu i badano przez maksymalnie 6–7 godzin, wykorzystując maszynowe uczenie. W tym celu opracowano specjalne oprogramowanie do monitorowania wrażeń wzrokowych.
Kolejnym etapem było opracowanie metody przekazywania zbadanych sygnałów siatkówki do mózgu. W prototypie implantu zbudowanym przez Fernandeza (a testowanym przez Gomez) okablowanie biegło do specjalnego neuroimplantu zwanego „Utah array", który jest mikroelektrodą szeregową wielkości czubka baterii AAA. Setka małych elektrod wychodzących z implantu (każda ok. milimetra wielkości) umożliwia przekazanie impulsu do 1–4 neuronów. Po umieszczeniu implantu w mózgu elektrody wkłuwają się w jego powierzchnię, a po usunięciu implantu zostawiają 100 maleńkich dziurek.
Każda z elektrod musiała być skalibrowana odpowiednio do pacjentki. Fernandez pracował nad ich dopasowaniem do czasu, aż Gomez odnotowywała dostateczną wizję. Kalibracja poszczególnych elektrod zajęła w tym przypadku ponad miesiąc.
Dlaczego implant pozostał w mózgu pacjentki tylko pół roku, skoro dawał pozytywne efekty? Otóż na razie badacze nie wiedzą, jak długo urządzenie może przebywać w ciele, nie doprowadzając do degradacji mózgu lub nie niszcząc się samoczynnie. Ten prototyp urządzenia spełnił swoje zadanie, ale wymaga dalszych badań, zanim zostanie udostępniony globalnie.
fot. Eduardo Fernandez
