Визуальное корковое внедрение
Визуальный протез, часто назывемый бионический глаз — экспериментальное визуальное устройство, предназначенное, чтобы восстановить функционирование зрения. Было развито много устройств, как правило смоделированых на кохлеарном внедрении en:Cochlear_implant или на бионических устройствах уха, типа нервного протеза en:Neuroprosthetics, используемых с середины 1980-ых. [1]
Биологический обзор[]
Возможность дать слепому человеку приобрести зрение при помощи бионического глаза зависит от обстоятельств, вызвавших потерю зрения. Для относящихся к сетчатке глаза протезов (prostheses), которые являются самым распространенным в развитии визуального протезирования (в случае лёгкого доступа к сетчатке среди других возможностей), при потере зрения из-за вырождения фоторецепторов (колбочек , палочек) — лучший кандидат на проведение работ. Кандидаты на визуальное протезирование, которые внедряются, находят методику как самой успешной, если оптический нерв был развит до начала слепоты. Люди, ставшие слепыми, могут быть при отсутствии полностью развитом оптическом нерве, который типично развивается до рождения.[цитата, необходимая]
Технологический обзор[]
Визуальное протезирование развивается как потенциально ценная помощь для людей с визуальной деградацией. Визуальное протезирование в людях остается инвестируемым.
Продолжающиеся проекты[]
Бдительный страж, относящийся к сетчатке глаза, протез[]
Доктор Марк Хамэйун и Юджин Деджуан в Институте Глаза Doheny (USC) en:University_of_Southern_California были оригинальными изобретателями, активно относящиеся к сетчатке глаза с протезом в эпитаксиальном слое [2] и демонстрируемое доказательство принципа en:Proof_of_principle в острых терпеливых исследованиях в Johns Hopkins Университет en:Johns_Hopkins_University в начале 1990-ых. В конце 1990-ых компания Второй Вид сформировала то, что позволяет развить вживляемый, относящийся к сетчатке глаза, протез. Их первое поколение внедрения срстояло из 16 электродов и было внедрено 6-ти объектам в период между 2002 и 2004. Пять из этих субъектов все еще используют устройство в своих домах сегодня. Эти субъекты были полностью слепымы до внедрения, теперь могут выполнить удивительное множество задач, используя устройство. Позже, компания объявила, что это начинание получило одобрение FDA, чтобы начать рассмотрение его второго поколения — 60 внедрений электрода в США.[3],[4] Дополнительно они планировали клинические испытания во всем мире всего достигнутого в 2007. Три главных американских агентства бюджетного финансирования (Национальный Институт Глаза, Министерство энергетики, и Национальный Фонд Науки) поддержали работу над Вторым Видом и USC.
Визуальный протез (MIVIP) на базе микросистемы[]
Разработанный Клодом Вераром в Университете Louvain en:Université_catholique_de_Louvain, это - спиральный электрод манжеты вокруг оптического нерва позади глаза. Это связано со стимулятором, внедренным в маленькую депрессию в черепе. Стимулятор получает сигналы от внешне-расположенной камеры, которые переводятся в электрические сигналы, стимулирующие оптический нерв непосредственно. [5]
Вживляемый миниатюрный телескоп[]
Хотя протез не действительно активный, Вживляемый Миниатюрный Телескоп - один тип визуального внедрения, которое воспринято с небольшим успехом при этапном приенении для возрастной категории macular degeneration en:wiki/Age-related_macular_degeneration#Age-related.[6],[7],[8]Этот тип устройства внедрен в следующую палату глаза и работает, увеличивая (примерно до трех раз) размер изображения, спроектированного на сетчатку, чтобы преодолеть расположенный в центре сктомы (scotoma) или мертвую точку.[9],[10]
Проект немецкой компании Tьbingen MPDA[]
Сетчатка и армированный пластик
Южная немецкая команда во главе с Университетской Больницей Глаза в Tьbingen, была сформирована в 1995 Эберартом Цреннером, чтобы развить относящийся к сетчатке глаза протез. Чип расположен позади сетчатки и использует множество микрофотодиодов (MPDA), которые собирают инцидент, освещают и преобразовывают это в электрический поток, стимулирующий относящиеся к сетчатке глаза ячейки (колбочки, палочки) нервного узла. Поскольку естественные фоторецепторы намного более эффективны, чем фотодиоды, видимый свет не достаточно мощный, чтобы стимулировать MPDA.
Поэтому, внешнее электропитание используется, чтобы увеличить поток возбуждения. Немецкая команда начала в естественных условиях экспериментировать в 2000, полученные корковые потенциалы были измерены от «микросвиней Yucatбn» и кроликов. При внедрении в течении 14 месяцев, были исследованы внедрения и сетчатка, окружающая это и не было никаких значимых изменений в анатомической целостности. Внедрение было успешно в создании вызванных корковых потенциалов в половине проверенных животных. Пороги, идентифицированные в этом исследовании были подобны требуемым в epiretinal возбуждении.Последние сообщения от этой группы касаются результатов клинического предварительного исследования на восьми участниках, страдающих от АРМИРОВАННОГО ПЛАСТИКА en:Retinitis_Pigmentosa. Результаты получены для того, чтобы представить их подробно на конгрессе 2007 ARVO в Форт-Лодердейле.[цитата, необходимая]
Harvard/MIT — cтимулятор на внешней стороне глаза[]
Джозеф Райззо и Джон Вьятт в Больнице Глаза и Уха Штата Массачусетс и MIT начали исследовать выполнимость относящегося к сетчатке глаза протеза в 1989, и выполнили множество доказательств понятия epiretinal, испытаний возбуждения относительно слепых добровольцев между 1998 и 2000. Они с тех пор развили относящийся к сетчатке глаза стимулятор, который сидит на внешней стороне глаза и получает сигналы изображения, от камеры, установленной на паре очков. Чип стимулятора расшифровывает картинную информацию от камеры и стимулирует ячейки сетчатки (колбочки, палочки) глаза нервного узла соответственно.[11]
Искусственная кремниевая сетчатка (автоматическое распознавание речи)[]
Братья Алан Чоу и Винсент Чоу развили микрочип, содержащий 3500 фотодиодов, которые обнаруживают свет и преобразовывают его в электрические импульсы, которые стимулируют здоровые относящиеся к сетчатке глаза ячейки нервного узла. Автоматическое распознавание речи не требует никаких внешних установленных устройств.[12]
Имплантант — оптикоэлектроннй протез сетчатки глаза[]
Рис.1 Применение бионического глаза при полной скотоме
Бионический глаз — искусственная зрительная система для восстановления потерянного зрения. В глаз с поврежденной сетчаткой, например, при скотоме, вживляют имплантант — протез сетчатки глаза, дополняя сетчатку c оставшимися в ней неповрежденными нейронами искусственными фоторецепторами (рис. 1, 2).
Дэниел Паланкер и его группа в Стэнфордском Университете развили оптикоэлектронную систему для визуального протеза, что включает вживление имплантанта в сетчатку глаза с множеством фотодиодов.[13]
Глаз Dobelle[]
Подобный функционированнию устройства Harvard/MIT, кроме чипа стимулятора глаз Dobelle сидит в первичной визуальной коре en:Primary_visual_cortex, а не в сетчатке. Много предметов были внедрены с высокой нормой успеха с ограничением отрицательных эффектов. Все еще в фазе, связанной с развитием, в честь смети доктора Добеля, продавая глаз за прибыль, выносилось обвинительное заключение в пользу передачи в дар этого для публично финансируемой команды о проведении исследований.[14],[15]
Внутрикорковый визуальный протез[]
Лаборатория Нервного Протеза в Институте Иллинойса Технологии (IIT), Чикаго, развивает визуальное протезирование, использующее Внутрикорковую Иридиевую Окись (AIROF) множества электродов. Эти множества будут внедрены на затылочном лепестке. Внешние аппаратные средства захватят изображения, обработают их и произведут команды, которые будут переданы внедренной схеме через связь телеметрии. Схема расшифрует команды и будет стимулировать электроды, в свою очередь стимулируя визуальную кору. Группа развивает пригодный внешний ввод иллюстрации и обрабатывает систему. Исследования на животных и исследования психофизических возможностей psyphophysical людей проводятся, чтобы проверить способнсти фактора выносливоти человеческого внедрения добровольца.[цитата, необходимая]
Действительный с участием сетчатки глаза показ (VRD)[]
(VRD) — система на основе лазера для создания изображения непосредственно на сетчатке. Это могло быть полезно для того, чтобы увеличить нормальное видение или обходить преграду, типа потока, или поврежденную роговую оболочку.[16]
Визуальное корковое внедрение[]
Доктор Мохамад Соан [1], Профессор и Исследователь в Polystim neurotechnologies Лаборатория в Многотехнике Ecole de Монреаль [2], воздействовал на визуальный протез, который будет внедрен в человеческую кору. Основной принцип доктора Соанзаджк0кс ™ s технология состоит в стимулировании визуальной коры, внедряя silicium микрочип на сети электродов, сделанных из биологически совместимых материалов и в котором каждый электрод вводит стимулирующий электрический поток, чтобы побудить ряд люминесцентных пунктов появляться (множество пикселов) в поле зрения слепого человека. Эта система составлена из двух отличающихся частей: внедренной и внешнего диспетчера. Внедрение, расквартированное в визуальной коре wirelessly получает посвященные данные и энергию от внешнего диспетчера. Эта вживляемая часть содержит все кругообороты, необходимые для произведения электрических стимулов и наблюдения за изменяющимся микроэлектродом / биологическим интерфейсом ткани. С другой стороны, внешний контроль с батарейным питанием включает микрокамеру, которая захватывает изображение так же как процессор и генератор команды, которые обрабатывают данные отображения, чтобы выбрать и перевести захваченные изображения и производить, и управлять электрическим возбуждением, обрабатывать и наблюдать за внедрением. Внешний диспетчер и внедренная система обмениваются данными в обоих указаниях мощной transcutaneous радиочастотной (РФ) связью. Внедрение включает тот же самый путь.[цитата, необходимая]
Другие проекты[]
Другие примечательные исследователи включают Ричарда Норманна (Университет Юты) [3] и Дэвид Брадлей в Университете Чикаго [4], Эдуардо Фернандесе и европейском Консорциуме CORTIVIS (http://cortivis.umh.es), Эд Теховник в MIT, Tohru Яги в Японии Визуальный Проект Протеза [5], и Бионическое Видение товарищество мультиинститута Австралии.
См. также[]
Примечание[]
- ↑ Американское Министерство энергетики Office Науки. "Как Искусственные Работы Сетчатки". http://artificialretina.energy.gov/howartificialretinaworks.shtml.
- ↑ Американское Министерство энергетики Office Науки. "Как Искусственные Работы Сетчатки". http://artificialretina.energy.gov/howartificialretinaworks.shtml.
- ↑ Второй Вид (9 января 2007). "Заканчивая Поездку через Темноту: Инновационная Технология Предлагает Новую Надежду на то, чтобы Рассмотреть Слепоту из-за Retinitis Pigmentosa". http://www.2-sight.com/Argus_II_IDE_pr.htm.
- ↑ Джонатан Филдес (16 февраля 2007). «Испытания по внедрению бионического глаза». Би-би-си. http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/6368089.stm.
- ↑ Джеймс Гери (2002). Электрическое Тело. Финикс.
- ↑ СОБСТВЕННЫЙ ВЕС Chun, Heier JS, MB Raizman. (2005). "Визуальное протезное устройство для двустороннего этапного концом macular вырождения.". Опытные Устройства Медианы Преподобного. 2 (6): 657†“65. doi:10.1586/17434440.2.6.657. PMID 16293092.
- ↑ Секретная служба переулка, КОММУТАЦИОННАЯ ДОСКА Kuppermann, Прекрасный IH, MB Hamill, Гордон ДЖФ, Чак РС, РТС Hoffman, Упаковщик М., Koch DD. (2004). "Предполагаемый мультицентр клиническое испытание, чтобы оценить безопасность и эффективность вживляемого миниатюрного телескопа.". Являются J Ophthalmol. 137 (6): 993†“1001. doi:10.1016/j.ajo.2004.01.030. PMID 15183782.
- ↑ Секретная служба переулка, КОММУТАЦИОННАЯ ДОСКА Kuppermann (2006). "Вживляемый Миниатюрный Телескоп для macular вырождения.". Воркуйте Opin Ophthalmol. 17 (1): 94†“8. doi:10.1097/01.icu.0000193067.86627.a1. PMID 16436930. ^ Группа Palanker. "Искусственный Вид: Оптикоэлектронный Относящийся к сетчатке глаза Протез". http://www.stanford.edu/~palanker/lab/retinalpros.html.
- ↑ Секретная служба переулка, КОММУТАЦИОННАЯ ДОСКА Kuppermann, Прекрасный IH, MB Hamill, Гордон ДЖФ, Чак РС, РТС Hoffman, Упаковщик М., Koch DD. (2004). "Предполагаемый мультицентр клиническое испытание, чтобы оценить безопасность и эффективность вживляемого миниатюрного телескопа.". Являются J Ophthalmol. 137 (6): 993†“1001. doi:10.1016/j.ajo.2004.01.030. PMID 15183782.
- ↑ Секретная служба переулка, КОММУТАЦИОННАЯ ДОСКА Kuppermann (2006). "Вживляемый Миниатюрный Телескоп для macular вырождения.". Воркуйте Opin Ophthalmol. 17 (1): 94†“8. doi:10.1097/01.icu.0000193067.86627.a1. PMID 16436930. ^ Группа Palanker. "Искусственный Вид: Оптикоэлектронный Относящийся к сетчатке глаза Протез". http://www.stanford.edu/~palanker/lab/retinalpros.html.
- ↑ Джеймс Гери (2002). Электрическое Тело. Финикс.
- ↑ Джеймс Гери (2002). Электрическое Тело. Финикс.
- ↑ Группа Palanker. "Искусственный Вид: Оптикоэлектронный Относящийся к сетчатке глаза Протез". http://www.stanford.edu/~palanker/lab/retinalpros.html.
- ↑ Саймон Ингс (2007). "Глава 10 (3): Создание глаз, чтобы видеть". Глаз: естествознание. Стр Bloomsbury. 276†“283.
- ↑ Джеймс Гери (2002). Электрическое Тело. Финикс.
- ↑ Джеймс Гери (2002). Электрическое Тело. Финикс.