Исследования показали, что «бионический глаз» обещает помочь восстановить зрение многим пациентам, страдающим частичной или полной слепотой.
Структура человеческого глаза довольно сложна, и то, как мы можем видеть, представляет собой сложный последовательный процесс, который происходит менее чем за миллисекунду. Любой свет сначала проходит через защитный слой глаза, называемый роговицей, а затем попадает в хрусталик. Эта регулируемая линза в нашем глазу затем изгибает свет, фокусируя его в сетчатка - тканевая мембрана, покрывающая заднюю часть глаза. Миллионы рецепторов сетчатки содержат молекулы пигмента, которые меняют форму, когда на них попадает свет, запускающий электрические сообщения, которые передаются в наш мозг через оптический нерв. Таким образом, мы воспринимаем то, что видим. Когда какая-либо из этих тканей - роговица и сетчатка - или зрительный нерв не могут функционировать должным образом, нарушается наше зрение. Хотя проблемы со зрением можно исправить с помощью глазных операций и ношения очков с корректирующими линзами, многие состояния приводят к слепоте, которая иногда бывает неизлечимой.
Изобретение «бионического глаза»
По данным Всемирной организации здравоохранения, примерно 1.5 миллиона человек во всем мире страдают неизлечимым заболеванием, которое называется пигментным ретинитом (ПП). Он поражает примерно 1 из 4,000 человек во всем мире и вызывает постепенную потерю зрения, когда светочувствительные клетки, называемые фоторецепторами, разрушаются в сетчатке, что в конечном итоге приводит к слепоте. Имплантируемое визуальное протезирование под названием «бионический глаз»[Официально названная система протеза сетчатки Argus® II (« Argus II »)], изобретенная профессором Марком Хумаюном из Университета Южной Калифорнии, восстанавливает функциональное зрение у людей, страдающих полной или частичной слепотой.1,2 из-за унаследованного ретинальный дегенеративное заболевание. Argus II фиксирует изображения на небольшой видеокамере, закрепленной на стекле, преобразует эти изображения в электрические импульсы, а затем передает эти импульсы по беспроводной сети на электроды, имплантированные на поверхность сетчатки. Таким образом, он обходит отмершие клетки сетчатки и стимулирует жизнеспособность сетчатки. клеток у слепых пациентов, что приводит к восприятию головным мозгом узоров света. Затем пациент учится интерпретировать эти визуальные паттерны, тем самым восстанавливая полезное зрение. Система управляется программным обеспечением, которое можно модернизировать для повышения производительности, поскольку исследователи продолжают разрабатывать новые алгоритмы.
Успех с участниками-людьми
В продолжение своих выводов производитель и продавец «бионический глаз"Second Sight Medical Products, Inc. (" Second Sight ")3 показал, что результаты пятилетних клинических испытаний имплантата сетчатки доказали долгосрочную эффективность, безопасность и надежность этого устройства в улучшении зрительной функции и качества жизни людей, ослепленных пигментным ретинитом. В их исследовании, проведенном профессором Линдоном да Крузом из фонда NHS Foundation Trust офтальмологической больницы Мурфилдс, оценивали 30 пациентов, которым имплантировали Argus II в 10 центрах США и Европы. Все пациенты были слепыми (т. Е. С восприятием открытого света или хуже) из-за РПЖ или аналогичных расстройств. Результаты продемонстрировали общую безопасность Argus II за счет улучшения зрительной функции у пациентов, и эти улучшения сохранялись в течение пяти лет. Пациенты сообщили, что после использования Argus II у них появилась новая связь с внешним миром, их семьей и друзьями, и они почувствовали в целом положительные изменения в своем самочувствии, которые изменили их жизнь. Это чрезвычайно замечательное исследование, которое дает многообещающие новости для пациентов, ослепленных пигментным ретинитом.
Социальные аспекты чудо-глаза
Argus II - первый и единственный ретинальный Имплантат продемонстрировал безопасность, долгосрочную надежность и пользу в результате соответствующих исследований, получив одобрение в США и Европе. С конца 2016 года более 200 пациентов получили лечение от слепоты с помощью Argus II. Стоимость Argus II оценивается примерно в 16,000 25 долларов США в течение XNUMX лет, когда пациенту впервые поставлен диагноз RP. В системе здравоохранения, финансируемой государством (во многих развитых странах), она может быть легко доступна для пациентов. Расходы также могут быть оправданы в рамках медицинского страхования, особенно когда заболевание возникает постепенно. Высокая стоимость не может служить сдерживающим фактором по сравнению с долгосрочными потребностями в «уходе» за такими пациентами. Однако, если мы подумаем о доступе к этой технологии в странах с низким и средним уровнем дохода, возможности кажутся очень низкими из-за высоких затрат, связанных со сценарием выплат из кармана.
Будущее бионического глаза: связь с мозгом
После успешного тестирования на людях, Second Sight теперь включает технико-экономическое обоснование Argus II, а также обновление аппаратного и программного обеспечения для существующих и будущих пациентов Argus II. Они сосредоточены на разработке усовершенствованного визуального протеза, визуального кортикального протеза Orion ™ I.4, направленная на пациентов почти со всеми другими формами слепоты на один или оба глаза. Это немного измененная версия Argus II. бионический глаз, и включает в себя пару очков, оснащенных камерой и внешним процессором, но с использованием 99 процентов технологий Argus II. По сравнению с Argus II, Orion I - это система нейростимуляции, которая обходит глаз, а вместо этого на поверхность зрительной коры (части мозга, обрабатывающей визуальную информацию) размещается массив электродов. Таким образом, подача электрических импульсов в эту область, возможно, заставит мозг воспринимать световые узоры. Это беспроводное устройство было недавно имплантировано в зрительную кору головного мозга 30-летней пациентки, и несколько тестов показали, что она способна воспринимать световые пятна без каких-либо серьезных побочных эффектов.
Орион I в настоящее время (конец 2017 г.) одобрен для клинических испытаний и получил условное одобрение FDA в США для тестирования только на пяти людях в двух местах.4. В настоящее время Second Sight проводит дополнительное тестирование устройства и отвечает на определенные вопросы перед началом фактического испытания. Основным недостатком Orion I является то, что он требует более инвазивной хирургии, чем Argus II, поскольку необходимо будет удалить небольшую часть человеческого черепа, чтобы обнажить область мозга, в которую будет помещен массив электродов. Такие электрические мозговые имплантаты несут в себе риск заражения или эпилептических припадков, и компания планирует проводить испытания только в человек субъекты, которые полностью слепы.
Обходя глаз, Орион I может быть благом для других типов слепоты, вызванных повреждением. оптический нерв из-за множества причин, включая глаукому, рак, диабет, травму или травму. Технология, которую предлагает использовать Orion I, по существу заменит глаз и оптический нерв полностью и вылечить слепота. Это устройство, которое сейчас находится в ускоренном режиме для испытаний и одобрений, рассматривается как кардинальное изменение для людей, у которых нет лечения или лечения, доступного для их слепота - почти шесть миллионов слепых людей во всем мире не подходят для Аргуса II.
По оценкам Second Sight, около 400,000 6 пациентов с пигментным ретинитом во всем мире имеют право на использование его нынешнего устройства Argus II. Хотя около XNUMX миллионов человек ослепли по другим причинам, например Онкология, диабет, глаукома или травма могут гипотетически использовать Orion I. Кроме того, Орион I может обеспечить лучшее зрение по сравнению с Аргусом II. Это первые шаги к пониманию такого мозгового имплантата, потому что он будет сложнее с медицинской точки зрения по сравнению с ретинальный имплант, потому что зрительная кора головного мозга намного сложнее, чем глаз. Это устройство потребует более инвазивной хирургии головного мозга, что сделает пациентов более склонными к инфекции или судорогам. Orion I также, возможно, потребует дополнительных разрешений от регулирующих органов из-за всех этих аспектов.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
1. Allen C et al. 2015. Долгосрочные результаты эпиретинального протеза для восстановления зрения для слепых ». Офтальмология. 122 (8). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2015.04.032
2. da Cruz L et al. 2016. Исследовательская группа Argus II. Результаты пятилетней безопасности и эффективности клинических испытаний системы протеза сетчатки Argus II. Офтальмология. 123 (10). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2016.06.049
3. Second Sight Medical Products, Inc .: www.секундсайт.com [Проверено 5 февраля 2018 г.].
4. Национальная медицинская библиотека США. 2017. Раннее технико-экономическое обоснование системы визуального кортикального протеза Orion. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03344848 [Проверено 9 февраля 2018 г.].
