Φωτοβολταϊκά κύτταρα που μεταμοσχεύονται χειρουργικά κάτω από τον αμφιβληστροειδή και μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικό οπτικό σήμα για τον εγκέφαλο, σε συνδυασμό με ειδικά γυαλιά εφοδιασμένα με κάμερα, τα οποία συλλαμβάνουν το φως και στη συνέχεια προβάλλουν μπροστά στα μάτια τις εικόνες που παράγει ο εγκέφαλος, αποτελούν τη νέα τεχνική που αναπτύσσουν Αμερικανοί επιστήμονες για την αποκατάσταση της όρασης. Οι ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του πανεπιστημίου Στάνφορντ της Καλιφόρνια, με επικεφαλής τον καθηγητή οφθαλμολογίας Ντάνιελ Παλάνκερ και τον Τζέιμς Λούντιν, που δημοσιεύουν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό για θέματα «Nature Photonics», σύμφωνα με το «Nature» και το «New Scientist», ευελπιστούν ότι η μέθοδός τους μία ημέρα θα επαναφέρει, έστω σε ένα βαθμό, την όραση σε ανθρώπους που την χάνουν εξαιτίας ορισμένων οφθαλμολογικών εκφυλιστικών παθήσεων, όπως η εκφύλιση της ωχράς κηλίδος.
Περίπου 15 εκατ. άνθρωποι σε όλο τον κόσμο πάσχουν από κάποια μορφή τύφλωσης. Στην περίπτωσή τους, υφίστανται σταδιακή καταστροφή τα κύτταρα-φωτοϋποδοχείς στον αμφιβληστροειδή φακό, που μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικά σήματα για τον εγκέφαλο, με συνέπεια οι οπτικές πληροφορίες να μην φθάνουν στον τελευταίο. Μέχρι σήμερα, έχουν υπάρξει διάφορες παρεμβάσεις στο επίπεδο της προσθετικής και αρκετές εταιρίες (όπως η αμερικανική Second Sight και η γερμανική Retina Implant AG) έχουν αναπτύξει τεχνητούς αμφιβληστροειδείς που βρίσκονται υπό κλινική δοκιμή στις ΗΠΑ και την Ευρώπη. Αυτές οι τεχνολογίες συνήθως χρησιμοποιούν μία κάμερα μπροστά από τα μάτια, η οποία μεταφέρει μέσω ενός σύρματος τις οπτικές πληροφορίες στον προσθετικό φακό, ο οποίος αντικαθιστά τους κατεστραμμένους φωτο-υποδοχείς.
Το πρόβλημα όμως με αυτή την τεχνική είναι ότι το εμφύτευμα συνδέεται με μικρά σύρματα τόσο με μία εξωτερική ενεργειακή πηγή, όσο και με την κάμερα. Η χειρουργική επέμβαση της εμφύτευσης είναι πολύπλοκη και συνήθως έχει παρενέργειες, όπως φλεγμονή και απώλεια νευρωνικών κυττάρων. Το επίτευγμα της νέας τεχνικής είναι ότι καθιστά περιττά τα σύρματα, καθώς ο προσθετικός αμφιβληστροειδής είναι ασύρματος, εύκαμπτος και πιο μικρός. Είναι φτιαγμένος από φωτοβολταϊκά κύτταρα από πυρίτιο, αντίστοιχα με αυτά που υπάρχουν -σε μεγαλύτερο μέγεθος- στα φωτοβολταϊκά στις στέγες των σπιτιών. Η βιντεοκάμερα, που είναι ενσωματωμένη πάνω στα ειδικά γυαλιά, παίρνει το οπτικό σήμα και το μεταβιβάζει στο φωτοβολταϊκό εμφύτευμα μέσω μίας ακτίνας (παλμοί λέιζερ) υπέρυθρου φωτός χαμηλής έντασης, το οποίο έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος από το κανονικό ορατό φως και γι’ αυτό δεν είναι ορατό στο γυμνό μάτι.
Στη συνέχεια, ο τεχνητός αμφιβληστροειδής (που στην ουσία είναι ένα «τσιπάκι» με φωτοδιόδους) μετατρέπει το υπέρυθρο φως σε ηλεκτρικό σήμα που φθάνει στους οπτικούς νευρώνες του εγκεφάλου. Εκεί μετατρέπεται σε εικόνες, οι οποίες μετά προβάλλονται στην μικρο-οθόνη υγρών κρυστάλλων που είναι ενσωματωμένη στα βιντεο-γυαλιά. Ο οφθαλμίατρος-χειρούργος απλώς ανοίγει ένα μικρό θυλάκιο κάτω από τον αμφιβληστροειδή φακό, όπου εμφυτεύει τα φωτοβολταϊκά κύτταρα. Κάθε εμφυτευμένο φωτοβολταϊκό κύτταρο του προσθετικού αμφιβληστροειδούς έχει διάμετρο μόνο 70 μικρόμετρα (το ένα τρίτο περίπου του πλάτους της ανθρώπινης τρίχας) και είναι αρκετά ευαίσθητο, ώστε να ανταποκρίνονται στα φωτόνια του υπερύθρου φωτός. Κάθε φωτοβολταϊκό κύτταρο ενεργοποιείται ατομικά, όπως κάνει και κάθε φυσιολογικό βιολογικό κύτταρο-υποδοχέας.
Οι ερευνητές έκαναν τα σχετικά πειράματα με τους αμφιβληστροειδείς ποντικιών, αν και προς το παρόν είναι δύσκολο να πουν κατά πόσο ο ασύρματος προσθετικός αμφιβληστροειδής-φωτοβολταϊκό θα παρέχει όραση ανάλογη του κανονικού. Ήδη συνεχίζονται οι δοκιμές με πειραματόζωα και, σε επόμενο στάδιο, προγραμματίζονται δοκιμές σε ανθρώπους. Οι ερευνητές σκοπεύουν να προσπαθήσουν να σμικρύνουν κι άλλο τα προσθετικά φωτοβολταϊκά κύτταρα, ώστε να χωρέσουν περισσότερα στο μάτι κι έτσι να βελτιωθεί κι άλλο η όραση.
Μέχρι στιγμής 66 ασθενείς στην Ευρώπη και στις ΗΠΑ έχουν ήδη τοποθετήσει στον αμφιβληστροειδή τους ενσύρματα εμφυτεύματα. Τα νέα ασύρματα εμφυτεύματα, αφού πρώτα ελεγχθούν ότι είναι βιοσυμβατά, ότι το υλικό τους είναι σταθερό και ότι η επέμβαση της τοποθέτησής τους θα είναι απολύτως ασφαλής, αναμένεται να βγουν στην αγορά σε ένα έως δύο χρόνια. Όμως, σύμφωνα με τον Παλάνκερ, ακόμα και η νέα τεχνική θα επιτρέπει την μερική μόνο αποκατάσταση της όρασης, καθώς ο ασθενής δεν θα είναι σε θέση να δει κανονικά τα χρώματα και η όρασή του θα απέχει αρκετά από την φυσιολογική.
Link: Για την πρωτότυπη επιστημονική εργασία (με συνδρομή) στη διεύθυνση: http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/abs/nphoton.2012.104.html
Πηγή: ΑΜΠΕ
