Slepci možná brzy uvidí  
Lidé s vrozenou či postupnou slepotou jsou po prezentaci výsledků výzkumů protéz sítnice na mezinárodní konferenci Artificial Vision v Bonnu opět o velký krok blíže k vidění reálného světa ve všech barvách a tvarech.

 

Zvětšit obrázek
Umělé oči na dohled? (Kredit: www.hiren.info)


Tempo pokroku v této věci jednoznačně určují německé týmy, které na projektech navrácení zraku pracují nepřetržitě přes 20. let. Lékaři, hi-tech mikroelektronika, pacienti - to vše jde ruku v ruce a spolupráce přináší konkrétní výsledky. Již dnes dokáží pacienti, dobrovolníci, kterých se hlásí stále více, rozlišovat mezi tmou, světlem a přechody mezi nimi. To by však bylo velmi málo, shodují se všichni. Eberhart Zrenner z University of Tübingen je mnohem optimističtější, „S některými pacienty jsme již tak daleko, že dokáží číst písmena a číslice o velikosti zhruba 8 cm.“ Presto vsak zarizeni poskytuje obraz stale horsi nez prvni fotoaparaty na mobilnich telefonech.


Peter Walter z University Eye Clinic v Aachenu a vědecký ředitel výzkumu protéz sítnice k tomu dodává: “Důležité je, že v současné době známe použitelný mechanismus, víme jak vše funguje a jsme schopni protézy implantovat. Jediné co ještě řešíme, je tvorba a konverze co nejkvalitnějšího obrazu do podoby elektrického signálu přijatelného organismem. To potrvá zhruba do roku 2011.“ Etické otazníky prakticky nejsou, čip v lidském těle napojený na mozek kupodivu příliš neřeší ani tradiční odpůrci moderní medicíny. Zájem o protézy je již teď obrovský, do výzkumu a vývoje proudí nemalé finanční prostředky a rychle se rozjíždějí různé systémy a konstrukce protéz.


Vše vychází z jednoduchého předpokladu, že oko je v principu kamera - vpředu je systém čoček, které shromažďují a soustřeďují světelné paprsky; duhovka působí jako clona a konečně sítnice plní funkci snímacího prvku, na který se obraz promítá. Nervová zakončení v sítnici pak v podobě elektrického signálu, vytvářeného změnou struktury barviv světločivých buněk, tento obraz přenášejí na nervová vlákna a do centrální nervové soustavy. Proč se tím vůbec zabývat? Jen v České republice zhruba čtvrt miliónu obyvatel trpí chorobou sítnice (makulární degenerací), která může vést až ke slepotě.


 

Zvětšit obrázek
Velikost čipu vzhledem k americké penny (17 mm) a detail fotodiod. (Kredit: Neurophilosphy)

Nově prezentovaný episítnicový systém IRIS neboli EPIRETE3, vyvinutý na několika specializovaných pracovištích v Německu, pracuje s mikročipem, který je operativně implantován na nejsvrchnější vrstvu nervových buněk přenášejících signál z oka, přičemž dálkově přijímá obraz z mikrokamery umístěné na brýlích. Cena takového systému se pohybuje okolo 30 – 80 tisíc dolarů. Zkušební provoz úspěšně běží už několik let.


Alternativou je systém podsítnicový, využívající ve spodních vrstvách sítnice implantovaný mikročip s vrstvou mikrofotodiod. Jejich zatím nedostatečná hustota na plochu mikročipu je jedním z úskalí vytvoření kvalitního obrazu a supluje spíše kameru se špatným rozlišením.

Zvětšit obrázek
Episítnicový systém. Nahradí konečně slepeckou hůlku? (Kredit: nsf.gov.com)

Velmi zjednodušeně funguje tak, že světlo dopadá na plochu fotodiody, narazí zde do elektronu, předá mu svoji energii, ten ji absorbuje, čímž se stává nosičem náboje a může vytvořit vzruch. Prozatímní cena se pohybuje kolem 30 tisíc dolarů. Další novinku představily pracoviště v Japonsku a Švýcarsku rozpracovávající šetrnější technologii protéz sítnice bez nutnosti náročných operací. Přijímací mikročip může být šetrně implantován do pokožky oka a od něj vedou mikroelektrody po obvodu oka, které se vzadu napojují přímo na nervová zakončení v sítnici. Dále jdou čínská a americká pracoviště, která se již experimentálně snaží propojit přímo nervová vlákna a mikroelektrody z mikročipu a dokonce je snaha obejít nervová vlákna a mikroelektrody napojit přímo na zrakové centrum mozku.


Problémy s adekvátní inervací nervových zakončení velmi rafinovaně obchází například výzkumníci v Austrálii, kteří přišli s převratnou, zatím však neozkoušenou technologií mikročipu regulujícího uvolňování chemické látky (neurotransmiteru) dráždícího nervová zakončení. Všechny zmíněné systémy mají nějaké mouchy, všechny jsou ale podle všeho prakticky řešitelné. „Dostávají nás tam, kudy by měly cesty hi-tech vést především. Nejen do vesmíru a armádních zakázek.“, shrnuje závěry konference dlouholetý průkopník a specialista na neurotechnologie Rolf Eckmiller z University of Bonn.



Prameny:
Wikipedia, New Scientist 21.9. 2009

Autor: Jiří Mach
Datum: 28.09.2009 22:30
Tisk článku

Související články:

Kontaktní čočky pro barvoslepé     Autor: Josef Pazdera (29.04.2018)
Nová funkce oka – systém včasného varování     Autor: Josef Pazdera (17.08.2012)
Oko ze zkumavky je o krok blíž     Autor: Jaroslav Petr (31.10.2007)
Hydrogely a umělá rohovka     Autor: Jaroslav Petr (19.09.2006)
Věkem podmíněnou degeneraci sítnice řídí dva geny     Autor: Jaroslav Petr (07.03.2006)



Diskuze:

Dekuji..

Jiri Mach,2009-09-29 11:24:15

Dobry den pane Oskare,
s omluvou za nespravne uvedeny zdroj, posilam ten spravny a opraveny: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/09/090918102025.htm Je to vsak pouze jeden z mnoha, ktere na internetu naleznete. Samozrejme doporucuji podivat se primo na stranky onech vyzkumnych ustavu. S rozlisenim fotoaparatu s Vami mohu priblizne souhlastit a dekuji a za upozorneni.
Zdravim,
Machji

Odpovědět

RE: Trocha kritiky

Roman Rodak,2009-09-29 08:25:34

suhlasim s Oskarom, dynamicky rozsah oka je neporovnatelny oproti 8 bitovym (a mozno ani to nie) cipom v prvych mobiloch. A rozlisenie tych ozaj prvych pokial sa dobre pamatam bolo 128x96, 160x120 a podobne hodnoty, cize nieco okolo 0,01 Mpix. A to sa mi zda porovnatelne skor so sucasnym stavom zmienovanych protez

Odpovědět

Trocha kritiky

Elek Oskar,2009-09-29 03:21:30

Dobry den/vecer,
v prvom rade by som sa rad opytal na zdroj clanku, vyhladavac na New Scientist-e mi na uvedeny datum ziadny clanok s touto tematikou nenasiel.

Zaujalo ma totiz zrovnanie kvality systemu v uvodnom odstavci so zrakom zdraveho cloveka a s prvymi fotoaparatmi na mobilnych telefonoch. Kedze parametre toho protetickeho systemu nepoznam, neviem posudit, ci su 100 000 krat horsie, ako ludsky zrak, kazdopadne ma zarazilo relativne zrovnanie ludskeho zraku a mobilnych fotoaparatov, z ktoreho vychadza ludske oko 3x horsie. Ak sa dobre pamatam, tak prve mobilne fotoaparaty boli vybavene senzorom s rozlisenim nejakych 640x480 pixelov, mozno este mensim. To cini nejakych 0.5 MPx. Naproti tomu sietnica zdraveho ludskeho oka obsahuje cca. 150 milionov fotoreceptorov, ktore sa nasledne zdruzuju zhruba po 150 do neuronovych ganglii, ktore by sa dali nazvat zakladnym senzorickym elementom sietnice. Tych teda obsahuje sietnica okolo 1 milion. Navyse, zlozity system nervovych prepojeni na sietnici sposobuje, ze kym sa vzruch dostane od fotoreceptorov cez ganglie az na zrakovy nerv, tak sa mu dostane znacneho "preprocesingu", ako je nepriklad zvyraznenie hran, zvysenie kontrastu, a podobne - tento preprocesing je pre nasledne spracovanie v mozgu velmi dolezity. Udava sa, ze rozlisenie sietnice je vdaka uvedenym "vylepseniam" ekvivalentom dokonca az 5 MPx senzoru, co je 10x viac, ako 0.5 MPx senzor u prvych mobilnych fotoaparatov. Nehovoriac o tom, ze tieto senzory trpia znacnym mnozstvom sumu a moiree efektami (aliasingom), ktore su sposobene pravidelnym vzorkovanim. To u oka (nastastie) nenajdete. Naopak, o dynamickom rozsahu oka si mozu digitalne fotoaparaty zatial nechat len zdat.

K samotnemu clanku - bolo by skvele, keby sme mali coskoro moznost si siahnut na tieto technologie (a aby si ich mohli trebars zakupit nevidiaci za nejaku unosnu cenu). Mam vsak dojem, ze vyvoj ide pomalsie, ako by sa chcelo, a dnes prezentovane technologie uz boli predpokladane na minimalne dekadu dozadu. Zvlast ohladom posledne zmienenej metody napojenia priamo na zrakove centrum mozgu - bojim sa, ze nieco take bude este dlho nedostupne, vzhladom na komplexitu spojeni, do ktorych zrakovy nerv usti...

Odpovědět


Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace