Біонічне око - міфи та реальність.

Чи можете ви уявити собі, що відчуває людина, яка не бачить або майже не бачить навколишнього світу? Такий стан називається сліпотою - неможливістю сприймати зорові стимули через патологічні порушення в самому оці, у зорових нервах або в мозку. 1972 року Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) ухвалила таке визначення: людина вважається сліпою, якщо гострота центрального зору в умовах максимальної корекції не перевищує 3/60. За такого зору людина в умовах денного освітлення з максимальною корекцією оптики нездатна порахувати пальці з відстані в 3 метри.

Так ось для таких випадків було запропоновано ідею електричної стимуляції сітківки або зорової кори, створення протеза, що за механізмом дії імітує справжні процеси передавання електричних сигналів. Варіантів електронних імплантів декілька, щороку з'являються нові ідеї, але термін і саме «Біонічне око» (Bionic Eye) розроблений Деніелом Паланкером, співробітником компанії Bionic Eye, що працює в галузі окознавства, і є одним з найбільш популярних. І з усіх джерел телемовлення ми почули – тепер людина зможе побачити світ як раніше. Сотні людей просять поставити біонічне око, а дехто до того ж просить «імплантувати» чіпи для суперзору.

То що ж ми на сьогоднішній день маємо та чи може стати дійсністю мрія побачити світ після того, як втратив зір?

БІОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ПРОТЕЗУВАННЯ СІНЬОЧКИ

Біонічними називають протези та імплантовані елементи частин організму людини, що подібні за зовнішнім виглядом і функціями до справжніх органів чи кінцівок. На сьогоднішній день людям успішно допомагають у повноцінному житті біонічні руки, ноги, серця, а також органи слуху. Мета створення електронного ока - допомогти людям зі слабким зором із проблемами сітківки або зорового нерва. Пристрої, що імплантуються замість пошкодженої сітківки, мають замінити мільйони клітин фоторецепторів ока, хай і не на всі 100%. Технологія для очей схожа на ту, що використовується в слухових протезах, які допомагають глухим людям чути. Завдяки їй пацієнти мають менше шансів втратити залишковий зір, а ті, хто втратив зір, - бачити світло і мати хоч якусь здатність орієнтуватися в просторі самостійно.

ТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ

Загальний принцип дії електронного ока такий: у спеціальні окуляри вбудовується мініатюрна камера, з неї інформація про зображення передається в девайс, який перетворює картинку на електронний сигнал і відсилає його на спеціальний передавач, що своєю чергою посилає електронний сигнал на імплантований в око або в мозок приймач, або ж інформація передається через крихітний дротик на електроди, приєднані до сітківки ока, які стимулюють нерви сітківки, що залишилися, посилаючи електричні імпульси в головний мозок через оптичні нерви. Пристрій покликаний компенсувати втрачені зорові відчуття при повній або неповній втраті зору.

Головні умови успішної роботи системи:

Наявність в оці й мозку пацієнта частини живих нервових клітин.
Пацієнтами повинні бути люди, які колись нормально бачили, тому що той, хто сліпий від народження, користуватися такими пристроями не зможе. Підходять люди, які довгий час бачили і мають багатий зоровий досвід. У результаті вони мало бачать, але мають уявлення про предмети і здогадуються що це за предмет. Коротше, має бути розвинена кора головного мозку та володіння достатнім інтелектом.
І, зрозуміло, що чим більше пікселів буде в чипі, тим чіткішим буде отримане зображення.
Довготривалий термін експлуатації - поки що термін використання цих пристроїв ніхто не знає. Перша імплантація біонічних очей у Німеччині закінчилася тим, що їх через рік усім пацієнтам видалили. Навіть тим, хто щось бачив. Про це навіть у пресі Німеччини писали.
Технологічний спосіб підзарядки. Зараз вони працюють за принципом індукції, не на батарейках. Заряджаються як електрична зубна щітка.
Попутно має вирішуватися питання окислення, нагрівання тощо. Наприклад, дірчаста конструкція після імплантації може дозволити нервовим клітинам сітківки автоматично перетікати з верхньої та нижньої поверхонь фотодатчика через порожнини та з'єднуватися, а також зменшити нагрів пікселів та збільшити їхню кількість.

МІКРОХІРУРГУРГІЧНІ АСПЕКТИ ПРОТЕЗУВАННЯ

Це великі операції. Якщо описати, наприклад, імплантацію субретинального (розміщеного під сітківкою) біонічного ока - потрібно повністю сітківку підняти, потім зробити велику ретинектомію (обрізати частину сітківки), потім під сітківку встановити цей чіп, потім сітківку пришити ретинальними цвяхами, приклеїти сітківку лазеркоагуляцією і залити силіконовою олією. Силіконова тампонада необхідна, інакше моментально з'явиться ПВР (проліферативна вітреоретинопатія) і виникне відшарування. Так, ще й кришталика власного не повинно бути або він має бути попередньо замінений на штучну лінзу.

Для операції потрібні особливі інструменти з щадними силіконовими наконечниками. Це абсолютно непроста операція, крім того ще потрібен оро-фаціальний хірург або ЛОР - вони через шкіру виводять електроди назовні. І виходить такий пристрій - чіп усередині ока, а в руках такий прилад завбільшки з мобільний телефон, яким ти можеш змінювати інтенсивність сигналу, він з'єднується з підшкірними електродами. Одного офтальмолога-хірурга під час операції недостатньо - потрібна допомога інших дисциплін, операція триває довгих 6 годин.

ЕКОНОМІЧНІ АСПЕКТИ ПРОТЕЗУВАННЯ

По-перше, це дорого. Тільки прилад коштує близько 150 тис. доларів, тобто майже 8,5 мільйонів рублів. А все лікування одного такого пацієнта може сягати 10 мільйонів рублів. Йдеться про модель Argus II. На сьогоднішній день в деяких країнах, наприклад, в Німеччині ця операція оплачується за рахунок страховок.
Фірми, які займаються розробкою і виробництвом, у всьому світі живуть на державних дотаціях, на грантах. Це здорово - такі речі повинні підтримуватися, інакше ніякого розвитку не буде.
Сертифікату в Росії немає ні на один з перерахованих нижче пристроїв.

МЕДИЧНІ АСПЕКТИ ПРОТЕЗИНГОВАННЯ

1. Результати досить скромні – після операції таких людей не можна назвати зрячими, вони бачать на рівні 0,05 максимум, тобто можуть бачити контури і визначати напрямок руху тіні, кольорів узагалі не розрізняють, предмети можуть розрізнятися тільки ті, що пам'ятаються з попереднього «зрячого» життя, наприклад: «ага – це, напевно, банан, бо щось напівкругле». Бачать, що щось на них рухається, можуть здогадатися, що це людина, але обличчя її не розрізняють.

2. За яких захворювань може бути корисним біонічне око?
Перші пацієнти - це пацієнти з пігментним ретинітом (retinitis pigmentoza) - захворюванням із первинним зникненням фоторецепторів і вторинною атрофією зорового нерва. У Росії таких пацієнтів 20-30 тисяч осіб, у Німеччині - лише кілька тисяч.

Наступними на черзі стоять пацієнти з географічною атрофічною макулярною дегенерацією. Це надзвичайно поширена вікова патологія ока.
Третіми будуть хворі на глаукому. Глаукомою поки що не займалися, тому що атрофія зорового нерва в цьому випадку первинна, тому спосіб передачі повинен бути інший - в обхід зорового нерва.

Діабет - це проблема, яку складно розв'язати. Один із методів лікування діабетичних змін на сітківці - лазеркоагуляція по всій поверхні. Після такої процедури технічно неможливо підняти сітківку через лазеркоагуляти - це виходить «решето». А якщо не зроблено лазером - ситуація не краща: зазвичай око настільки ушкоджене, що імплантація в цьому випадку марна.

3. На жаль, нинішній прототип біонічного ока не дає змоги людям бачити навколишній світ так, як бачимо його ми. Їхня мета — переміщатися самостійно без сторонньої допомоги. До масового використання цієї технології ще далеко, проте вчені подарують надію людям, які втратили зір.

ПОТОЧНІ ПРОЕКТИ «БІОНІЧНИХ ОК & raquo;

В останні кілька десятків років учені різних країн працюють над ідеями біонічних електронних очей. З кожним разом технології вдосконалюються, проте на ринок для масового використання свій виріб ще ніхто не представив.

1. Argus retinal prosthesis

Ретинальний протез Argus - це американський проєкт, досить добре комерціалізований. У першій моделі розроблявся командою дослідників на початку 1990-х років: пакистанського походження офтальмологом Марком Хамейуном, Євгеном Дейаном, інженером Говардом Філліпсом, біоінженером Вентай Лью і Робертом Грінбергом. Перша модель, випущена наприкінці 1990-х, компанією Second Sight мала лише 16 електродів.

«Польові випробування» першої версії біонічної сітківки були проведені Марком Хамейуном шістьом пацієнтам із втратою зору в результаті захворювання retinitis pigmentosa в проміжку з 2002 по 2004 рік. Retinitis pigmentosa - невиліковна хвороба, за якої людина втрачає зір. Спостерігається приблизно в одному випадку на кожні три з половиною тисячі людей.

Пацієнти, яким було імплантоване біонічне око, показали здатність не лише розрізняти світло та рух, а й визначати предмети розміром із кухлик для чаю або навіть ніж.

Пристрій для випробувань було вдосконалено - замість шістнадцяти світлочутливих електродів у нього було вмонтовано шістдесят електродів, його названо Argus II. У 2007 році розпочато мультицентрове дослідження в 10 центрах 4-х країн США та Європи – всього 30 пацієнтів. У 2012 році Argus II отримав дозвіл для комерційного використання в Європі, роком пізніше в 2013 році - в США. Донині ці дослідження субсидують державні фонди, в США їх три - National Eye Institute, Department of Energy, and National Science Foundation, а також низка дослідницьких лабораторій.