Umělé oko realitou

Díky objevu švýcarských vědců z Technologického institutu v Lausanne mají miliony lidí postižených slepotou novou naději. Ve spolupráci se ženevskou Univerzitní nemocnicí se jim podařilo vyvinout mikročip, který funguje jako umělá sítnice. Díky objevu švýcarských vědců z Technologického institutu v Lausanne mají miliony lidí postižených slepotou novou naději. Ve spolupráci se ženevskou Univerzitní nemocnicí se jim podařilo vyvinout mikročip, který funguje jako umělá sítnice.

Pokusy nahradit nemocnou sítnici lidského oka probíhají již několik let a k současnému stavu došli vědci nezávisle jak ve Švýcarsku, tak i v USA, kde na podobném principu vyvinul tým pod vedením Alana Chowa ze společnosti Optobionics ve Stanfordu mikročip, napájený miniaturními fotočlánky.

Umělá náhrada sítniceZdravé lidské oko disponuje 130 miliony tyčinek, reagujících na černou barvu, jas a kontrast a 7 miliony čípků, reagujících na barvy, které mají schopnost měnit světlo na elektrické signály.

Ty jsou pomocí nervových spojů posílány do mozku ke zpracování. Nejčastější příčinou slepoty je právě selhání, nebo postupné odumírání těchto fotoreceptorů. Ačkoliv tyto buňky jsou již nefunkční, spojení do mozku zůstává neporušeno.

Právě této skutečnosti využívá nová technologie, která by měla pomocí fotocitlivého senzoru poškozenou sítnici nahradit. Rozměry mikročipu přitom musejí byt tak malé, aby jej bylo možné implantovat přímo do oka a přitom byl nepůsobil v okolní oční tkáni jako cizí těleso.

Švýcarským vědcům se podařilo tyto problémy vyřešit a výsledkem je mikročip, velký okolo 1,5 čtverečního milimetru, osazený více než tisícovkou na světlo citlivých buněk. Jeho tloušťka je pouhá padesátitisícina milimetru.

Předmětem dalšího výzkumu je v současné době možnost zvýšení počtu fotocitlivých buněk až na řádově desítky až stovky tisíc, což by mělo umělý zrak zdokonalit.

Švýcaři slibují umělé oko do pěti letPrvní experimenty dokazují, že například na čtení textu na obrazovce počítače už postačuje 100 pixelů (světelných bodů) Užitečná verze umělého oka, která by alespoň zčásti nahradila ztracený zrak by měla mít okolo 500 pixelů.

Čip vyvinutý ve švýcarských laboratořích je složen z mnoha vrstev nejrůznějších materiálů, z nich nejdůležitější jsou křemík a hliník. „Oba materiály však lidské tělo v čisté podobě nesnáší a tak byl čip obalen speciálním biokompatibilním plastem a elektrody pokryty platinou,“ říká Dominik Ziegler který na projektu v Technologické institutu v Laussane pracoval.

Zatím probíhá testování čipu na laboratorních krysách, nicméně podle předpokladů výzkumného týmu bude čip vhodný pro implantaci člověku připraven do pěti let. Největší naději navrácení zraku pomocí umělého čipu předpokládají vědci u lidí trpících retinitis pigmentosa, unikátní dědičnou chorobou, ničící sítnici a u makulární degenerace, která postihuje lidi zejména ve starším věku.

Americká cestaVe společnosti Optobionics v americkém Stanfordu jdou vědci podobnou cestou – to je náhradou poškozené sítnice křemíkovým mikročipem. První třímilimetrový čip obsahoval přes 4000 mikroskopických fotočlánků, které mění světlo na elektrické impulsy.

„Výsledkem tohoto procesu by měl být signál u kterého by neměl lidský mozek rozeznat, že přichází z umělého zdroje a ne ze zdravé sítnice,“ říká Vincent Chow. Rovněž američtí vědci testují nejprve čip na zvířatech, ale první funkční umělou sítnici pro člověka předpokládají už za dva roky.

V současné době miniaturní zařízení pracuje pouze s černobílým obrazem a za velmi dobrého osvětlení, ale i to je prý problém, řešitelný v krátké době.

Videokamera místo okaNa umělém oku pracují nezávisle vědecké týmy na celém světě a principů náhrady je celá řada. Vedle už zmíněných principů, používajících vstupu světla prostřednictvím mikročipů, pracují například ve známém výzkumném středisku MIT (Massachusettsský institut technologie), společně s Univerzitou Severní Karolína na vývoji miniaturní videokamery, pracující s laserovým signálem.

Ta by byla schopna přijatý obrazový signál zakódovat a poslat laserovým paprskem na umělou sítnici a odtud nervovými cestami formou elektrických impulsů do mozku. Kamera spolu s napájením může být snadno umístěna do obruby brýlí, bez operativního zásahu.

Jinou cestu volí výzkumníci v Německu, kde využívají namísto videokamery k prvotnímu příjmu světelného signálu mikroprocesor CCD, podobný tomu jaký známe z digitálních fotoaparátů, ovšem vybavený rovněž laserem.

Stranou nezůstávají ani výzkumné týmy v NASA, Americké kosmické agentuře, kde využívají možností nových technologií, experimentálně vyzkoušených na palubě raketoplánů. . Jde o tzv. epitaxovou metodu, která je schopná sestavit z jednotlivých atomů šestiúhelníkové struktury keramických detektorů, o velikosti pěti mikronů, které odpovídají velikosti buněk na lidské sítnici.

Celá sada by měla obsahovat až 100 000 buněk. I v NASA však řeší ten největší problémem a to jak zajistit, aby se tkáň lidského oka snášela s křemíkovými buňkami.

Autor: Pavel Přeučil
Rubriky:  Lidské tělo
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Medici se necítí připraveni na péči o pacienty

Medici se necítí připraveni na...

Drtivá většina dotázaných studentů lékařských fakult v ČR se necítí...
Jižní polokoule hlásí rekordní úbytek běžné chřipky

Jižní polokoule hlásí rekordní...

V covidovém tunelu se rozsvěcuje světýlko chřipkové naděje. Země jižní polokoule,...
„Fujtajblík“ již nebude kráčet po mořském dně

„Fujtajblík“ již nebude kráčet po...

Na dně moří a oceánů žijí skutečně prazvláštní tvorové, řadí se mezi ně...
Pacientům s těžkou plicní nemocí už nikdo léčbu nevysadí

Pacientům s těžkou plicní nemocí už...

Desítky pacientů s idiopatickou plicní fibrózou (IPF) se dočkaly...
Budou uděleny Mimořádné Ceny Neuron

Budou uděleny Mimořádné Ceny Neuron

Současná situace a zkušenost s celosvětovou pandemií nového koronaviru nám znovu...
Testy ofxordské vakcíny proti koronaviru mohou pokračovat

Testy ofxordské vakcíny proti...

Ostře sledovaný vývoj vakcíny proti koronaviru, na které pracuje Oxfordská...
Fotbalová hvězda stane v čele projektu zaměřeného na zrakově postižené

Fotbalová hvězda stane v čele projektu...

Společnost OrCam Technologies, lídr na poli inovací založených na využití...
Srdeční procházkové trasy – pohybem k lepší kondici

Srdeční procházkové trasy – pohybem...

Kardiovaskulární choroby patří mezi onemocnění, u kterých je spolupráce pacienta a lékaře...
Byl megalodon skutečně mega?

Byl megalodon skutečně mega?

Obří megalodon (Carcharocles megalodon) je živočich, který svou velikostí...
Umělá inteligence z Česka pomáhá chytat zločince po celém světě

Umělá inteligence z Česka pomáhá...

Terorista, jenž se chystá nastoupit do letadla, vězeň, který se pod záminkou...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Jaké celebrity převyšují ostatní svým intelektem?

Jaké celebrity převyšují ostatní...

O hollywoodských celebritách většinou slyšíme v souvislosti s nějakým...
Zlatý poklad nacistů: Hledá se bezmála 830 miliard korun!

Zlatý poklad nacistů: Hledá se...

V nejluxusnějším apartmá hotelu Ritz sedí na sofá Hermann Göring...
Utekl k nám praotec Čech kvůli mstiteli vraždy?

Utekl k nám praotec Čech kvůli...

Země oplývající mlékem a strdím? Praotec Čech se rozhlédne z oblého kopce....
Místa, kam nesmíte vkročit

Místa, kam nesmíte vkročit

Vaše nohy tam nikdy nevkročí a je to většinou v zájmu...
Rituál, nebo chladnokrevný záměr? Chůva dítě doslova utopí mlékem!

Rituál, nebo chladnokrevný záměr?...

O tom, že malá miminka potřebují mléko, nemusíme vést debaty. Nic se ale nesmí...
Hitlerův synovec sloužil u amerického námořnictva. Strýce nesnášel

Hitlerův synovec sloužil u amerického...

Alois Hitler mladší (1882–1956), nevlastní bratr Adolfa...
Anna Fingerhutová zvládne vést pivovar i výrobnu lihovin

Anna Fingerhutová zvládne vést...

„Je houževnatá, vytrvalá a přísná,“ tak hodnotí povahu Anny Fingehutové její...
Pacientům s těžkou plicní nemocí už nikdo léčbu nevysadí

Pacientům s těžkou plicní nemocí už...

Desítky pacientů s idiopatickou plicní fibrózou (IPF) se dočkaly...
Čeští panovníci až do 13. století většinou neuměli číst ani psát

Čeští panovníci až do 13. století...

Vzdělání ve středověku zdaleka nepatří k samozřejmostem. Negramotnost nebyla vůbec...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.