Фотоэлектрический ретинальный протез

Изображения, полученные камерой, обрабатываются и проецируются на субретинальный фотоэлектрический имплантат с помощью очков дополненной реальности с использованием ближнего ИК-света (880 нм).
Фотоэлектрическая решетка, имплантированная под дегенеративную сетчатку, преобразует ближний инфракрасный свет в электрический ток, протекающий через ткань и стимулирующий внутренние нейроны сетчатки.

Фотоэлектрический ретинальный протез — это технология восстановления зрения у пациентов, ослепших из-за дегенеративных заболеваний сетчатки , таких как пигментный ретинит и возрастная макулярная дегенерация (ВМД), когда пациенты теряют фоторецепторы «захвата изображения», но нейроны во внутренних слоях сетчатки, «обрабатывающих изображения», относительно хорошо сохранились. [1] Этот субретинальный протез предназначен для восстановления зрения путем электрической стимуляции сохранившихся внутренних нейронов сетчатки, в первую очередь биполярных клеток. Фотоэлектрические ретинальные имплантаты полностью беспроводные и питаются от ближнего инфракрасного освещения (880 нм), проецируемого из очков дополненной реальности. Отсутствие транссклерального кабеля значительно упрощает процедуру имплантации по сравнению с другими ретинальными имплантатами. [2] Оптическая активация фотоэлектрических пикселей позволяет масштабировать имплантаты до тысяч электродов и сохранять естественную связь движений глаз со зрительным восприятием. Исследования на крысах с дегенерацией сетчатки показали, что протезное зрение с такими субретинальными имплантатами сохраняет многие черты естественного зрения, включая слияние мельканий на высоких частотах (>20 Гц), адаптацию к статическим изображениям, антагонистическую организацию центра и окружности и нелинейное суммирование субъединиц в рецептивных полях, обеспечивая высокое пространственное разрешение. [3]

Клинические испытания с первым поколением таких имплантатов (PRIMA, Pixium Vision) с пикселями размером 100 мкм продемонстрировали, что пациенты с ВМД воспринимают буквы и другие узоры с пространственным разрешением, близким к размеру пикселя. [4] Более того, центральное протезное зрение воспринимается одновременно с оставшимся естественным периферическим зрением.

Фотоэлектрическая решетка с пикселями размером 40 мкм, изображенная поверх пигментного эпителия сетчатки.

Имплантаты следующего поколения с пикселями 20 мкм обеспечили остроту решетки, соответствующую естественному пределу разрешения у крыс (28 мкм). [5] В настоящее время такие имплантаты с высоким разрешением оптимизируются для сетчатки человека группой Паланкера в Стэнфордском университете.

Ссылки

  1. ^ Ван, Леле и др. (2012). «Фотоэлектрический ретинальный протез: изготовление и эксплуатационные характеристики имплантата». Журнал нейронной инженерии . 9 (4): 046014. Bibcode : 2012JNEng...9d6014W. doi : 10.1088 /1741-2560/9/4/046014. PMC  3419261. PMID  22791690.
  2. ^ Mathieson, Keith; et al. (2012). «Фотоэлектрический ретинальный протез с высокой плотностью пикселей». Nature Photonics . 6 (6): 391– 397. Bibcode :2012NaPho...6..391M. doi :10.1038/nphoton.2012.104. PMC 3462820 . PMID  23049619. 
  3. ^ E. Ho; et al. (2018). «Пространственно-временные характеристики реакции сетчатки на сетевую фотоэлектрическую стимуляцию». Журнал нейрофизиологии . 119 (2): 389– 400. doi :10.1152/jn.00872.2016. PMC 5867391. PMID 29046428  . 
  4. ^ D. Palanker; et al. (2022). «Одновременное восприятие протезного и естественного зрения у пациентов с ВМД». Nature Communications . 13 (1): 51321. Bibcode :2022NatCo..13..513P. doi :10.1038/s41467-022-28125-x. PMC 8792035 . PMID  35082313. 
  5. ^ BY Wang; et al. (2022). «Электронные фоторецепторы обеспечивают протезное зрение с остротой, соответствующей естественному разрешению у крыс». Nature Communications . 13 (1): 6627. doi :10.1038/s41467-022-34353-y. PMC 9636145 . PMID  36333326. 
  • Фотоэлектрический ретинальный протез восстанавливает реакцию высокого разрешения на однопиксельную стимуляцию в слепых сетчатках


Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Фотоэлектрический_ретинальный_протез&oldid=1197411486"