Smadzeņu implantu iespējota redze: attēlu veidošana smadzenēs

• Autors:
• Autors nosaukums

  Quantumrun Foresight
• Augusts 17, 2022

Ieskata kopsavilkums

Aklums ir plaši izplatīta problēma, un zinātnieki eksperimentē ar smadzeņu implantiem, lai atjaunotu redzi. Šie implanti, kas ievietoti tieši smadzeņu redzes garozā, varētu ievērojami uzlabot cilvēku ar redzes traucējumiem dzīvi, ļaujot viņiem redzēt pamata formas un, iespējams, vēl vairāk nākotnē. Šī tehnoloģija, kas attīstās, ne tikai uzlabo redzes invalīdu neatkarības izredzes, bet arī rada jautājumus par tās plašāku ietekmi uz sabiedrību un vidi.

Smadzeņu implantu redzes konteksts

Viens no visbiežāk sastopamajiem traucējumiem pasaulē ir aklums, kas dažādos apmēros skar vairāk nekā 410 miljonus cilvēku visā pasaulē. Zinātnieki pēta daudzas ārstēšanas metodes, lai palīdzētu cilvēkiem, kuri cieš no šī stāvokļa, tostarp tiešus implantus smadzeņu vizuālajā garozā.

Piemērs ir 58 gadus vecs skolotājs, kurš bija akls 16 gadus. Viņa beidzot varēja redzēt burtus, identificēt objektu malas un spēlēt Megijas Simpsones videospēli pēc tam, kad neiroķirurgs viņas redzes garozā implantēja 100 mikroadatas, lai reģistrētu un stimulētu neironus. Pēc tam testa subjekts valkāja brilles ar miniatūrām videokamerām un programmatūru, kas kodēja vizuālos datus. Pēc tam informācija tika nosūtīta uz elektrodiem viņas smadzenēs. Viņa nodzīvoja ar implantu sešus mēnešus un nesaskārās ar smadzeņu darbības traucējumiem vai citām veselības problēmām. 

Šis pētījums, ko veica Migela Hernandesa universitātes (Spānija) un Nīderlandes Neirozinātnes institūta zinātnieku komanda, ir lēciens uz priekšu zinātniekiem, kuri cer izveidot mākslīgas redzes smadzenes, kas palīdzētu neredzīgiem cilvēkiem būt neatkarīgākiem. Tikmēr zinātnieki Apvienotajā Karalistē izstrādāja smadzeņu implantu, kas izmanto garus elektriskās strāvas impulsus, lai uzlabotu attēla asumu cilvēkiem ar pigmentozu retinītu (RP). Šī iedzimtā slimība, kas skar 1 no 4,000 britiem, iznīcina gaismu uztverošās šūnas tīklenē un galu galā noved pie akluma.

Traucējoša ietekme

Lai gan tas ir daudzsološs, ir jāveic daudz testu, pirms šo attīstošo ārstēšanu var piedāvāt komerciāli. Spānijas un Nīderlandes pētnieku grupas pēta, kā padarīt smadzenēm nosūtītos attēlus sarežģītākus un vienlaikus stimulēt vairāk elektrodu, lai cilvēki varētu redzēt ne tikai pamata formas un kustības. Mērķis ir ļaut personām ar redzes traucējumiem veikt ikdienas uzdevumus, tostarp spēju identificēt cilvēkus, durvis vai automašīnas, tādējādi palielinot drošību un mobilitāti.

Apejot pārtraukto saikni starp smadzenēm un acīm, zinātnieki var koncentrēties uz tiešu smadzeņu stimulēšanu, lai atjaunotu attēlus, formas un krāsas. Pats transplantācijas process, ko sauc par minikraniotomiju, ir ļoti vienkāršs un atbilst standarta neiroķirurģijas praksei. Tas ietver 1.5 cm cauruma izveidi galvaskausā, lai ievietotu elektrodu grupu.

Pētnieki apgalvo, ka pietiek ar aptuveni 700 elektrodu grupu, lai neredzīgajam cilvēkam nodrošinātu pietiekami daudz vizuālas informācijas, kas būtiski uzlabotu mobilitāti un neatkarību. Viņu mērķis ir turpmākajos pētījumos pievienot vairāk mikroshēmu, jo implantam ir nepieciešamas tikai nelielas elektriskās strāvas, lai stimulētu redzes garozu. Vēl viena jaunattīstības terapija ir CRISPR gēnu rediģēšanas rīka izmantošana, lai modificētu un labotu DNS pacientiem ar retām ģenētiskām acu slimībām, lai ļautu ķermenim dabiski dziedēt redzes traucējumus.

Implantējamo redzes atjaunošanas procedūru ietekme

Plašāka smadzeņu implantu ietekme uz redzes uzlabošanu un atjaunošanu var ietvert: 

• Uzlabota sadarbība starp medicīnas universitātēm, veselības aprūpes jaunizveidotiem uzņēmumiem un farmācijas uzņēmumiem, kas koncentrējas uz smadzeņu transplantācijas redzes atjaunošanas terapijām, kā rezultātā šajā jomā tiek panākts paātrināts progress.
• Neiroķirurģijas apmācības virzība uz specializāciju smadzeņu implantu procedūrās redzes atjaunošanai, būtiski mainot medicīnisko izglītību un praksi.
• Pastiprināti pētījumi par viedajām brillēm kā neinvazīvu alternatīvu smadzeņu implantiem, veicinot redzes uzlabošanas valkājamo tehnoloģiju attīstību.
• Smadzeņu implantu tehnoloģijas pielietojums personām ar normālu redzi, piedāvājot paplašinātas redzes iespējas, piemēram, ārkārtēju fokusu, liela attāluma skaidrību vai infrasarkano redzi, un tādējādi pārveidojot dažādas profesionālās jomas, kas balstās uz uzlabotu redzes asumu.
• Nodarbinātības ainavas mainās, cilvēkiem ar atjaunotu redzi ienākot vai atgriežoties darbaspēkā, izraisot pārmaiņas darba pieejamības un apmācības prasībās dažādās nozarēs.
• Iespējamā ietekme uz vidi, ko rada augsto tehnoloģiju redzes uzlabošanas ierīču ražošanas un iznīcināšanas palielināšanās, kam nepieciešami ilgtspējīgāki ražošanas un pārstrādes procesi.
• Patērētāju uzvedības un tirgus pieprasījuma izmaiņas, jo uzlabots redzējums kļūst par vēlamo iezīmi, kas ietekmē nozares, sākot no izklaides līdz transportam.
• Izmaiņas sociālajā dinamikā un uztverē par invaliditāti, jo smadzeņu implantu tehnoloģija izjauc robežu starp terapeitisko lietošanu un palielināšanu, radot jaunas sabiedrības normas un vērtības saistībā ar cilvēka uzlabošanu.

Jautājumi, kas jāapsver

• Kā citādi, jūsuprāt, šī tehnoloģija varētu mainīt vājredzīgo dzīvi?
• Kādas citas lietojumprogrammas pastāv šai tehnoloģijai?