Αποκατάσταση της όρασης με εγκεφαλικά εμφυτεύματα σε άτομα με τύφλωση

Ερευνητές στην Ευρώπη εργάζονται επιμελώς για να βελτιώσουν την τεχνολογία αιχμής που έχει τη δυνατότητα να αποκαταστήσει την όραση σε άτομα με τύφλωση. Αυτή η πρωτοποριακή προσπάθεια προσφέρει νέες ελπίδες για ένα καλύτερο μέλλον.

Το 2021, η Berna Gomez, μια πρώην δασκάλα επιστημών από την Ισπανία, η οποία ήταν τυφλή για 16 χρόνια, συμμετείχε σε ένα πείραμα για να αποκαταστήσει την ικανότητά της να αντιλαμβάνεται το φως.

Ένα εμφύτευμα με μια συστοιχία μικροηλεκτροδίων τοποθετήθηκε στην περιοχή του εγκεφάλου της που είναι υπεύθυνη για την οπτική επεξεργασία.

Συνδέοντας αυτά τα μικροηλεκτρόδια με μια κάμερα στα γυαλιά της, η Gomez μπορούσε να αποκωδικοποιήσει τα σήματα που μεταδίδονταν στον εγκέφαλό της, επιτρέποντάς της να αναγνωρίζει αντικείμενα, χειρονομίες και ακόμη και να συμμετέχει σε βιντεοπαιχνίδια.

Η Berna Gomez συμμετείχε σε πείραμα αποκατάστασης της όρασης με εγκεφαλικά εμφυτεύματα

Η πρόοδος που παρατηρήθηκε στην περίπτωση της Gomez ενέπνευσε τους ερευνητές να βελτιώσουν περαιτέρω την εν λόγω τεχνολογία. Οι προσπάθειες επικεντρώνονται στη σμίκρυνση των ηλεκτροδίων για να καταστεί δυνατή η εισαγωγή τους σε μεγαλύτερους αριθμούς στον εγκέφαλο τυφλών ατόμων. Αυτή η πρόοδος υπόσχεται βελτιωμένες οπτικές προθέσεις.

Βελτίωση οπτικών προθέσεων με περισσότερα ηλεκτρόδια

Οι μεγαλύτεροι αριθμοί ηλεκτροδίων οδηγούν σε βελτιωμένη οπτική ανάλυση, όπως τόνισε ο καθηγητής Shih-Chii Liu από το Ινστιτούτο Νευροπληροφορικής του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης. Ο Liu ηγείται του έργου NeuraViPeR, το οποίο στοχεύει στην ανάπτυξη ηλεκτροδίων υψηλής απόδοσης που είναι περίπου τέσσερις φορές πιο λεπτά από μια ανθρώπινη τρίχα.

Το NeuraViPeR, που ξεκίνησε τον Σεπτέμβριο του 2020 και έχει προγραμματιστεί να συνεχιστεί μέχρι τον Φεβρουάριο του 2025, επιδιώκει να αντιμετωπίσει την πρόκληση της διαταραχής της όρασης. Τα προβλήματα όρασης, συμπεριλαμβανομένης της τύφλωσης, κατατάχθηκαν ως η τρίτη κύρια αιτία αναπηρίας σε μια μελέτη του 2019 για την παγκόσμια επιβάρυνση των ασθενειών.

Αντιμετώπιση των διαταραχών της όρασης

Στην Ευρώπη ζουν πάνω από 2,5 εκατομμύρια τυφλοί. Οι κύριες αιτίες τύφλωσης είναι:

• καταρράκτης
• γλαύκωμα
• ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας
• βλάβες που προκαλούνται από τον διαβήτη
• γενετικές καταστάσεις
• ατυχήματα και
• λοιμώξεις

Τα εμφυτεύματα εγκεφάλου παρέχουν πιθανές λύσεις για ορισμένες αιτίες τύφλωσης. Με περιορισμένες διαθέσιμες ιατρικές επιλογές, οι σκύλοι-οδηγοί, τα μπαστούνια και η προσωπική βοήθεια συχνά χρησιμεύουν ως το κύριο μέσο υποστήριξης για τα άτομα με προβλήματα όρασης.

Εξελίξεις στη Νευροτεχνολογία

Στη δεκαετία του 1990, οι επιστήμονες ξεκίνησαν βήματα προς ένα “τεχνητό μάτι”, εμφυτεύοντας ηλεκτρόδια στον οπτικό φλοιό του εγκεφάλου. Ωστόσο, λόγω του όγκου των ηλεκτροδίων και άρα του περιορισμένου αριθμού ηλεκτροδίων που μπορούσαν να τοποθετηθούν, ο δρόμος για την ικανοποιητική οπτικής αποκατάστασης παρέμεινε δύσκολος.

Οι προοδευτικές εξελίξεις της νευροτεχνολογίας οδήγησαν στη δημιουργία μικρότερων ηλεκτροδίων, επιτρέποντας τη χειρουργική εισαγωγή περίπου 100 από αυτών στον εγκέφαλο. Ωστόσο, για βέλτιστη ανάλυση, τα τυφλά άτομα θα χρειάζονταν μεταξύ 1.000 και 2.000 ηλεκτροδίων που θα εισαχθούν χειρουργικά στον οπτικό φλοιό.

Ένα λαμπρό μέλλον μπροστά μας

Το NeuraViPeR εστιάζει στην ενσωμάτωση χιλιάδων ηλεκτροδίων σε εύκαμπτες ταινίες. Αυτή η προσέγγιση όχι μόνο ενισχύει την οπτική ανάλυση αλλά και ελαχιστοποιεί τους κινδύνους δημιουργίας ουλών ή ανοσολογικών αποκρίσεων. Η αύξηση του αριθμού των ηλεκτροδίων από μόνη της είναι ανεπαρκής. Τα ηλεκτρόδια πρέπει επίσης να μεταφέρουν περισσότερες πληροφορίες, για να κωδικοποιήσουν αποτελεσματικά τις εικόνες που καταγράφονται στον εγκέφαλο από την λήψη της κάμερας.

Το έργο HyperStim, με επικεφαλής τον καθηγητή Peter Janssen στο Ινστιτούτο Εγκεφάλου Leuven στο Βέλγιο, επιδιώκει να ενισχύσει τα μοτίβα διέγερσης με ηλεκτρόδια, για να μεταδώσει περισσότερες πληροφορίες στους εγκεφαλικούς νευρώνες. Το HyperStim, που ξεκίνησε τον Νοέμβριο του 2022 για μια περίοδο τεσσάρων ετών, στοχεύει στην εφαρμογή εξελιγμένων μοτίβων διέγερσης για υπάρχοντα ηλεκτρόδια, βελτιώνοντας έτσι σημαντικά την ποιότητα της όρασης.

Αν και ο άμεσος στόχος δεν είναι η πλήρης αποκατάσταση της όρασης, αυτές οι εξελίξεις υπόσχονται ουσιαστική πρόοδο. Καθώς οι εγκέφαλοι προσαρμόζονται σε νέα εμφυτεύματα, τα άτομα μπορεί να αποκτήσουν βελτιωμένη κινητικότητα και ανεξαρτησία μέσω μιας βασικής ασπρόμαυρης εικόνας με περιγράμματα αντικειμένων. Τελικά, μέσω προσπαθειών όπως το HyperStim και το NeuraViPeR, η ιατρική τεχνολογία συνεχίζει να προοδεύει, ρίχνοντας ένα λαμπρό φως στις προοπτικές για όσους έχουν χάσει την όρασή τους.

Πηγή: https://ec.europa.eu

φωτό: iStock