Před sedmi lety odborníci uvažují o vytvoření umělého oka. Následují tisíce hodin pokusů a zkušebních testů. Dnes už je téměř vše připraveno k transplantaci orgánu zraku.

Dílčí výsledek? V roce 2010 již půjde o běžný neurochirurgický výkon. 21. století provede své čtenáře jednotlivými fázemi připravované operace století.

Zázračná medicína„V pondělí 17. ledna 2000 se od amerických kolegů lékařů dozvídáme že se jim podařilo pacientovi, který si nepřál být jmenován, vpravit do lebky umělý přístroj, který přenáší do centra zraku v mozku postiženého signály o vnějším prostředí,“ čteme letos v únoru ve zprávě Marka Humayuna z lékařské fakulty v americkém San Franciscu.

Dr. Humayun je jedním z nejuznávanějších očních specialistů při výzkumu transplantace lidského orgánu zraku. Dosahuje téměř zázračných výsledků

Začalo to tajemným JerrymS doktorem Williamem Dobellem spolupracuje na stejné klinice od 80 let minulého století jeho tehdejší slepý pacient. Tají své jméno a tak mu říkají Jerry. Nosí tmavé brýle a málokdo ho rozezná od normálního člověka.

V jeho těžkých tmavých očnicích jsou miniaturní kamery spojené s ultrazvukovým snímačem. Celé zařízení je umístěno na hlavě pacienta a na jeho opasku. Váha přístroje s příslušenstvím: 5,453 kilogramu.

Vidí docela dobře. Sice černobíle, jen v určitém hrubším rozlišení. Ale přece. Operatér a vynálezce Dobbel této metody pracuje na svém výzkumu dál. Za pravdu mu dává čím dál neuvěřitelnější miniaturizace počítačových segmentů.

„Můj první pacient trpěl 36 let po úrazu slepotou. Po výkonu kvalitně viděl“ podotýká Dobell.

Skalpel, prosím(19. února 2007, 9:35)Jsme v zeleném operačním sále EYE ONE oční kliniky na lékařské fakultě USC (Univerzita jižní Karolíny v USA). V plášti a s nasazenými mini mikroskopy na očích přichází Mark Humayun, který kromě své operační praxe zastává i vysokou odbornou funkci náměstka očního výzkumu ve valné hromadě americké Asociace pro výzkum v San Franciscu.

Úřad pro kontrolu potravin a léků nedávno schvaluje zkoumání a testování nová látky přezdívané Argus II Retinal Prosthesis System. Jde o výrobu implantátu, jenž nahradí sítnicový systém. Výsledkem zkoušek bude výroba účinné sítnice, která obnoví schopnosti dědičně degenerované tkáně.

Opravená poté zachytí a zpracuje světlo a v podobě impulsu je pošle do příslušné části mozku pacienta.

Nová generace očí(9. března 2007 18:30)Už pokolikáté přicházejí výzkumníci Humayunova týmu a začínají pracovat. Za rok si doopravdy odkouší zatím neforemné oko ve funkčním prostředí. Práci jemných konečků rukou, mikroskopické zásahy do jemných nervových zakončení, propojování mini pinzetami – všechna mravenčí práce trvá neuvěřitelných 6,5 hodiny. Závěr?

Sítnice je zcela funkční a vysílá odpovídající barevné i pohybové signály. Argus II je druhý z generace elektronického žlutého sítnicového pigmentu pomůže statisícům slepých vidět. První fázi výzkumu v roce 2003 ještě řídí profesor Dobell.

V úterý 5 října 2004 však umírá v newyorské Presbyteriánské nemocnici na těžkou cukrovku. Žel, umělá slinivka břišní dosud není vynalezena. Zanechává po sobě vědecký tým, který dále rozvíjí systém umělého zraku přenosem elektrických signálů do mozkové kůry.

Ke konci roku 2007 se sanfranciský tým očních lékařů schází při zavádění části umělého oka několikrát. „Pod nůž“ přichází šest amerických dobrovolných pacientů (ve věku 39 až 63 let). Zázrak se děje. Celá skupina operovaných s novým generačním zařízením si dokáže poprvé po dlouhé době povšimnout světel a stínů, dokonce i pohybu.

Start očních protéz(20. února 2008 11:00) Tento den je schváleno provádění transplantací systému žlutého sítnicového pigmentu. V sanfranciské klinice probíhá soudní zhodnocení účinků preparátů zvaného Argus II. Verdikt?

Obraz, který je pomocí této sítnice zachycený na kameru, je poslán do záznamového zařízení, kde je přeměněn na elektronický signál. Tato informace je bezdrátově zaslána pomocí elektrod stimulujících elektrické impulzy a navodí tak v sítnici obraz, který projde zrakovými nervy do mozku.

Náhradní varianta je na světě!Výzkumníci Kwabena Boahen a Kareem Zaghloul z University of Pennslyvania na rozdíl od týmu z San Francisca představují na stránkách vědeckého časopisu Journal of Neural Engineering (2008) umělou sítnici, která se obejde bez externí kamery a pracuje na obdobném principu jako sítnice savčího oka.

Vyházejí rovněž z cíle, že miliony lidí přicházejí o zrak při onemocněních sítnice. V ekonomicky rozvinutých zemích je jednou z hlavních příčin ztráty zraku makulární degenerace, která připraví jen v ekonomicky rozvinutých zemích ročně o zrak asi 700 tisíc lidí.

Na světě je touto chorobou postiženo přinejmenším 8 milionů lidí. Obdobně závažným očním onemocněním retinitis pigmentosa, kterým trpí asi 1,5 milionu lidí.

Začne se fotočipem?Jedno z možných řešení ztráty zraku po nenávratném poškození sítnice, představuje fotočip, který je obvykle označován jako „umělá sítnice“. První systémy využívaly miniaturních kamer, jejichž signál byl převáděn do čipu voperovaného v sítnici.

Čip pak generoval elektrické stimuly, jež dráždily oční nerv. Zabudované elektronické obvody dovolují umělé sítnici reagovat na konkrétní světelné podmínky a filtrovat jednotlivé složky obrazu tak, aby je zrakový nerv dostal upravené pro dokonalejší zpracování zrakovým centrem mozku.

Sítnice určená k transplantaci do oka a k propojení s očním nervem má rozměry 3,5 krát 3,3 milimetru a skládá se z 5760 fototranzistorů. Ty plní v umělé sítnici roli světločivných buněk. Fototranzistory jsou propojeny s 3 600 tranzistory, jež v umělé sítnici zastupují nerovové buňky, zpracovávající signál, zachycený světločivnou vrstvou.

Ten pak předává stimuly do zrakového nervu. Tranzistory tak nahrazují nervové buňky Díky nim se může umělá sítnice přizpůsobit změnám v intenzitě světla i změnám v kontrastu obrazu. Dokáže dokonce zpracovat obraz pohybujících se objektů.

I přitom kopíruje funkce skutečné sítnice. Ta vysílá nové podněty do mozku pouze v případě, že se v zorném poli něco mění.

Poslouží i robotůmDíky tomu oko výrazně redukuje objem dat, která proudí zrakovým nervem z oka do mozku, a přitom průběžně zaznamenává vše podstatné. Umělá sítnice by měla najít uplatnění nejen v medicíně, ale i v robotice.

Před zahájením klinických zkoušek musí Zaghloul a Boahen vyřešit ještě dva technické problémy. Prvním je redukce rozměrů umělé sítnice a druhým redukce spotřeby energie„Jsme potěšeni, že projekt podporovaný National Eye Institute (NEI) pomůže vytvořit vývoj menších snímacích zařízení, která poslouží coby šestý smysl nemocným lidem,“ říká po praktické operační ukázce doktor Robert Greenberg z Univerzity jižní Kalifornie.

Záplavy slepýchVýzkumné centrum jihokarolínské univerzity uvádí, že na světě je 25 milionů lidí, včetně šesti milionů jen v USA, kteří jsou slepí od narození, případně oslepli po vážné dědičné chorobě.

„Máme spousty práce. Chystáme se navracet zrak těm, kteří o něj přišli vlivem dědičné poruchy poději,“ tvrdí odborníci.

Z hlavy mu vedl svazek šňůr*Umělé oko z roku 2000 nevypadá strašidelně. *Je to miniaturní systém čoček umístěných v brýlích. *Nevidomému umožní pohybovat se ve složitém prostředí, jako je například metro v plném provozu.

*V pohodě přečte ze vzdálenosti metr a půl 5 centimetrů velká písmena. *Slepec uchopí klobouk na věšáku, nasadí si ho na hlavu, přistoupí ke dveřím s nápisem „klepat, prosím“, zaklepe, otevře je a odejde.

*„Jediný estetický problém je ta spousta kabelů, které spojují počítač s mozkovým centrem, ale to se časem upraví,“ komentuje svůj vynález doktor William Dobell.

Žabí oči z Japonska?Japonským vědcům se poprvé v historii podařilo laboratorně vypěstovat oční bulvu z buňky žáby a implantovat ji u pulce. Podle výzkumného týmu z tokijské univerzity nebyly implantované buňky v těle pulce odmítnuty a úspěšně se spojily s jeho optickými nervy.

„Protože základy tělesné stavby jsou podobné těm lidským, domnívám se, že by to mohlo v budoucnu umožnit obnovu zraku lidem,“ komentoval závěry výzkumu vedoucí týmu Makoto Asašima. Podle odborníků vzbuzuje tato metoda naději na léčbu slepoty, i když má i své odpůrce, kteří ji považují za nereálnou.

Badatelé získali nediferencovanou buňku z embrya žáby, která posloužila jako základní materiál pro oční bulvu. Tu pak vědci transplantovali pulci, jemuž bylo předtím vyjmuto levé oko. Podle Asašimy se již týden po transplantaci nová oční bulva včetně čočky a sítnice spojila s optickým nervstvem pulce a reagovala na světelné podněty.

Loni se kalifornským vědcům podařilo vytvořit v laboratoři buňky oční rohovky, které by mohly být používány při opravě očních vad. Asašimův tým byl už dříve úspěšný při pěstování jiných vnitřních orgánů a tkání z embryí mloků a žab.