Kareem Zaghloul

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 trpí asi 1,5 milionu lidí.

Jedním 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.

Zvětšit obrázek

Kwabena Boahen

Kareem Zaghloul a Krabena Boahen z University of Pennslyvania představili na stránkách vědeckého časopisu Journal of Neural Engineering umělou sítnici, která se obejde bez externí kamery a pracuje na obdobném principu jako sítnice savčího oka.

Záběr lidské tváře zachycený přímo sítnicí (nahoře), signál vysílaný umělou sítnici do zrakového nervu (uprostřed) a signál zachycený při sledování pohybující se tváře (dole)

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 a předávající stimuly do zrakového nervu. Tranzistory nahrazující nervové buňky lze podle jejich charakteristik rozlišit na 13 různých typů. 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. Díky 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.

 Sítnici v akci předvádí záběry pořízené na Stanford University

Pramen: J. Neural Eng. a Stanford University