Niewidomi pacjenci znów mogą czytać litery i słowa dzięki mikrochipowi wszczepionemu pod siatkówkę oka. To pierwszy na świecie implant, który pozwolił osobom z nieuleczalnym zwyrodnieniem plamki żółtej odzyskać zdolność rozpoznawania tekstu. Przełomowe wyniki badań, opublikowane w prestiżowym „The New England Journal of Medicine”, otwierają nową erę w technologii sztucznego wzroku.
Rewolucja pod siatkówką. Jak działa chip PRIMA?
W europejskim projekcie badawczym, w którym uczestniczyło 38 pacjentów z pięciu krajów, naukowcy po raz pierwszy w historii przywrócili praktycznie niewidomym osobom zdolność czytania. Ochotnicy cierpieli na tzw. suchą postać zwyrodnienia plamki żółtej (AMD), czyli chorobę, która prowadzi do stopniowego obumierania komórek światłoczułych w centrum siatkówki oka. Efektem jest utrata widzenia centralnego, uniemożliwiająca czytanie, rozpoznawanie twarzy czy prowadzenie pojazdów. w tej chwili schorzenie to dotyka około 5 milionów osób na świecie, a dotąd nie istniała skuteczna terapia.
Foto. Science.xyzZespół badaczy z Moorfields Eye Hospital w Londynie oraz naukowcy z kilku ośrodków w Europie testowali innowacyjny implant PRIMA, opracowany przez amerykańską firmę Science Corporation. Mikrochip o wymiarach zaledwie 2 na 2 milimetry – mniejszy niż karta SIM – został umieszczony pod centralną częścią siatkówki. To właśnie tam znajduje się plamka żółta, kluczowa dla ostrego widzenia. Pacjent po zabiegu korzysta ze specjalnych okularów rzeczywistości rozszerzonej, w których zamontowano miniaturową kamerę wideo i komputer przetwarzający obraz. Kamera wysyła dane o tym, co znajduje się przed oczami pacjenta, do mikrochipa dzięki podczerwieni. Następnie chip przekształca te dane w impulsy elektryczne, które pobudzają zachowane neurony wzrokowe. Sygnały trafiają do mózgu, gdzie są interpretowane jako obrazy.
Dzięki temu pacjent może ponownie odczytywać litery, cyfry i całe słowa. Jak podkreślają badacze, to pierwszy przypadek w historii, gdy osobie pozbawionej wzroku centralnego udało się odzyskać tę funkcję w stopniu pozwalającym na czytanie. Średnio uczestnicy badania byli w stanie zobaczyć pięć linii na standardowej tablicy do badania ostrości wzroku. To wynik, który wcześniej był dla nich nieosiągalny.
Nowa era w sztucznym widzeniu
– W historii prób odtwarzania ludzkiego widzenia zaczyna się nowa era – podkreśla prof. Mahi Muqit, lekarz z Moorfields Eye Hospital i współautor publikacji. – Niewidomi pacjenci mogą po raz pierwszy odzyskać znaczącą, centralną zdolność widzenia. To coś, czego dotąd nigdy nie udało się osiągnąć – dodaje.
Profesor zwraca uwagę, iż operacja wszczepienia chipa PRIMA jest stosunkowo prosta technicznie. Trwa mniej niż dwie godziny i może być wykonana przez każdego wyszkolonego chirurga witreoretinalnego. Zabieg zaczyna się od witrektomii, czyli usunięcia żelowej substancji wypełniającej wnętrze oka, po czym implant umieszczany jest pod siatkówką. Po około miesiącu chip jest aktywowany, a pacjent rozpoczyna proces rehabilitacji wzrokowej. Każdy z uczestników eksperymentu przechodził intensywny, kilkumiesięczny trening, by nauczyć się interpretować obrazy generowane przez implant. Początkowo widziany świat był dla nich mozaiką punktów świetlnych, ale z czasem mózg uczył się odczytywać te sygnały jako konkretne kształty i litery. Wspomagająca sztuczna inteligencja w komputerze noszonym przy pasku analizuje obraz i przekazuje go do chipa w sposób zoptymalizowany pod kątem kontrastu i ostrości.
Foto Science.xyzTechnologia, która jeszcze dekadę temu wydawała się science fiction, dziś daje realne rezultaty. Wyniki testów są na tyle obiecujące, iż badacze planują złożyć wniosek o dopuszczenie urządzenia do użytku medycznego w Unii Europejskiej i Stanach Zjednoczonych. jeżeli kolejne badania potwierdzą bezpieczeństwo i skuteczność metody, implant PRIMA może w przyszłości stać się standardem leczenia zaawansowanego AMD.
Pacjenci odzyskują nadzieję. „Znów mogę czytać”
Jedną z uczestniczek badań jest Sheila Irvine z Wielkiej Brytanii, która ponad 15 lat temu utraciła możliwość prowadzenia samochodu i czytania ulubionych książek. – Kiedyś byłam zapaloną czytelniczką. Kiedy straciłam wzrok w centrum pola widzenia, miałam wrażenie, iż część mojego świata zgasła. Zgłosiłam się do badań, bo chciałam pomóc przyszłym pokoleniom. Nie spodziewałam się, iż odzyskam coś tak cennego – opowiada pacjentka.
Po operacji Sheila musiała nauczyć się patrzeć na świat w nowy sposób. – Najpierw widziałam tylko błyski, potem kształty liter. Z czasem zaczęłam rozróżniać słowa. Teraz potrafię przeczytać etykiety w sklepie, rozwiązywać krzyżówki, czy choćby listę leków na recepcie – mówi. Jej przypadek potwierdza, iż implant PRIMA może realnie poprawić jakość życia pacjentów. Po latach izolacji i frustracji, osoby niewidome odzyskują samodzielność i pewność siebie. Pacjenci czują, iż odzyskują kontrolę nad swoim życiem. Widać u nich wzrost nastroju, motywacji i chęci do działania. Choć implant nie przywraca pełnej naturalnej ostrości widzenia, pozwala na funkcjonalne postrzeganie otoczenia, co w przypadku pacjentów z całkowitą utratą widzenia centralnego jest ogromnym krokiem naprzód. To także sygnał, iż technologie interfejsów mózg–komputer mogą niedługo odgrywać coraz większą rolę w medycynie regeneracyjnej.
Przyszłość medycyny oka. Od mikrochipów do neuroinżynierii
Zaawansowane implanty jak PRIMA, są elementem dynamicznie rozwijającej się dziedziny określanej mianem neuroinżynierii widzenia. Łączy ona osiągnięcia okulistyki, neurologii i sztucznej inteligencji. Celem jest stworzenie systemów, które pozwolą mózgowi „widzieć” choćby wówczas, gdy oko przestaje prawidłowo funkcjonować. Firma Science Corporation, która opracowała implant, specjalizuje się w interfejsach neuronowych i technologiach łączących ludzkie zmysły z komputerami. To ta sama gałąź badań, którą rozwijają globalne firmy jak Neuralink czy Synchron. Wspólnym celem jest przywracanie utraconych funkcji biologicznych – od wzroku po ruch kończyn – dzięki elektroniki i algorytmów uczenia maszynowego.
Foto. Science.xyzEksperci podkreślają jednak, iż przed dopuszczeniem urządzenia do powszechnego użytku konieczne będą dalsze badania kliniczne. Trzeba ocenić długoterminową stabilność chipa, jego trwałość, bezpieczeństwo dla tkanek oka oraz wpływ na jakość życia pacjentów w perspektywie wielu lat. Mimo to kierunek rozwoju jest obiecujący. W miarę jak technologia się udoskonala, przyszłe wersje implantów mogą oferować większą rozdzielczość, szersze pole widzenia i bardziej naturalne odwzorowanie barw. W połączeniu z rozwojem sztucznej inteligencji i miniaturyzacji sprzętu, naukowcy wierzą, iż w ciągu dekady możliwe będzie niemal pełne odtworzenie funkcjonalnego widzenia u osób z zaawansowanym AMD.
Źródło: Moorfields Eye Hospital / Zdjęcie otwierające: Science.xyz
