Artificial retina generates sight
شبكيه مصنوعي، چشم‌روشني فناوري نوين
بينايي، هديه تكنولوژي به نابينايان
پژوهش‌هاي جديد محققان نسل ديگري از ريزادوات قابل كاشت در بدن انسان را تحت عنوان فناوري شبكيه مصنوعي رونمايي مي‌كند كه مي‌تواند نويدبخش احيا و بازگرداندن موهبت خدادادي بينايي به نابينايان و گشودن مرزهاي نور به چشم افرادي شود كه بر اثر حادثه يا بيماري‌هاي چشمي از قدرت بينايي محروم شده‌اند.
بتازگي محققان انستيتو فناوري ماساچوست (ام.آي.تي) موفق به ارائه محصولي تحت عنوان شبكيه مصنوعي شده‌اند كه مي‌تواند به صورت مستقيم به عصب بينايي وصل شده و به عنوان رويكردي محوري براي كاربرد طيف وسيعي از ايمپلنت‌هاي حلزوني مطرح شود. به گفته‌شان كلي، دانشيار ام.آي.تي كه اين شبكيه مصنوعي به همت او توسعه يافته است، فناوري حاضر بر خلاف معدود روش‌هاي كاشت تجهيزات توانمندكننده بينايي در چشم توانسته است با دور زدن روال معمول مكانيسم بينايي و فاكتور گرفتن از سلول‌هاي نورياب و رنگ‌ياب با جهشي يكباره مستقيما به سراغ خود عصب بينايي رفته و به آن متصل شود. در واقع ساز و كار فناوري شبكيه مصنوعي به اين صورت است كه با استفاده از دوربيني خارج از محدوده چشم تصاوير جمع‌آوري شده و به تراشه‌اي درون چشم انتقال مي‌يابند و سپس با استفاده از جرياني الكتريكي اعصاب بينايي چشم مستقيما تحريك مي‌شوند.
به اعتقاد محققان، شبكيه مصنوعي براي كمك به افرادي طراحي شده است كه از بيماري زوال لكه‌اي پيشرفته يا تورم رنگيزه‌اي شبكيه رنج مي‌برند و ازجمله بيماري‌هاي چشمي پيش‌رونده‌اي محسوب مي‌شوند كه به كوري دائمي بيماران مبتلا و معمولا بيماران سالخورده مي‌انجامد. اين در حالي است كه تجويز برخي داروها تنها مي‌تواند اين فرآيند را به تاخير بيندازد و به محض اين كه سلول‌هاي نورياب (سلول‌هاي ميله‌اي) و رنگ‌ياب (سلول‌هاي مخروطي) از بين بروند، ديگر نمي‌توان براي اين قبيل بيماران كاري كرد و نابينا مي‌شوند، اما آنچه در اين ميان هدف محققان براي رويكرد ترميم و بازگرداندن بينايي به اين قبيل از بيماران قرار گرفته، خود اعصاب پس زمينه اين سلول‌هاست كه در اين ميان جان سالم به در مي‌برند. براي اين كه بيماري دوباره قادر به ديدن شود، به محركي براي تحريك اين اعصاب نياز است. به همين منظور و براي تحريك اعصاب بينايي بازمانده، از بار الكتريكي خفيفي كه با استفاده از مكانيسمي متكي به خود اعمال مي‌گردد، استفاده مي‌شود و در نهايت اين وسيله كه از راه جراحي در چشم كاشته مي‌شود، مي‌تواند اعصاب بينايي را تحريك و براي فرد امكان ديدن مجدد را فراهم كند.
با اين اوصاف محققان خاطرنشان مي‌سازند كه همچون ايمپلنت حلزوني، يك ايمپلنت شبكيه‌اي به وضوح و شفافي ديد و بينايي طبيعي نخواهد بود و در عوض، فرد بيمار شبكه‌اي پيكسل‌بندي شده يا به عبارتي مجموعه‌اي از نقاط و خطوط با رنگ‌هاي گوناگون را كه معمولا به رنگ زرد و سايه‌هاي خاكستري هستند مي‌بيند. در حال حاضر اين شبكيه مصنوعي تنها چند دوجين پيكسل را توليد مي‌كند كه هر يك پهنايي حدود 400 ميكرون دارند. البته در چنين اندازه‌اي همين پيكسل‌ها چندين عصب بينايي را همپوشاني مي‌كنند كه مي‌تواند نظير اتفاقي كه در فرآيند چاپ رايانه‌اي مي‌افتد و صفحه تصوير رنگي بد تنظيم شده و رنگ‌هاي پيكسل‌ها كمرنگ از كار درمي‌آيد، در اينجا نيز موجب آميختگي رنگ‌ها با همديگر شود. تعداد محدود پيكسل‌هاي توليدي اين سامانه شبكيه مصنوعي در حالي است كه به اعتقاد محققان رسيدن به محصولي تجاري كه موفق از كار درآيد نيازمند چندصد پيكسل خواهد بود. از اين رو با كاهش اندازه هر پيكسل تا عرض 100 ميكرون دانشمندان مي‌توانند چند هزار پيكسل را روي اعصاب بينايي جاي دهند و مشابه تفاوت يك تلويزيون معمولي با مدل‌هاي صفحه تخت كه از وضوح رنگ و تصوير بالايي برخوردار است، در شبكيه مصنوعي نيز افزايش تعداد پيكسل‌ها، بهتر شدن تصوير را به دنبال خواهد داشت. به گفته محققان، تصاوير حاصل به همراه منبع قدرت از يك جفت عدسي كه در قالب يك عينك مهيا شده تامين مي‌شوند؛ به نحوي كه يك دوربين ظريف كار جمع‌آوري هر گونه تصوير حاضر در ميدان ديد كاربر را انجام مي‌دهد و سپس به صورت انتقال بيسيم آن را به تراشه‌اي درون چشم فرد منتقل مي‌كند. در اين ميان توان مصرفي دستگاه كار گذاشته شده در چشم نيز به صورت بيسيم انتقال داده مي‌شود؛ براي اين منظور از فناوري مشابهي كه مي‌توان تلفن را با گذاشتن روي صفحه رسانگر مخصوصي شارژ كرد، استفاده شده است.
استفاده از فناوري با هدف بازگرداندن قدرت بينايي افراد يا جبران بخشي از ديد از دست رفته بيماران، رويكرد مناسبي براي درمان بيماري‌هاي چشم محسوب مي‌شود
البته گروه تحقيقاتي ام.آي.تي تنها گروهي نيستند كه روي فناوري شبكيه‌هاي مصنوعي كار مي‌كنند. در همين رابطه، دكتر جيمز ويلند از دانشگاه كاليفرنياي جنوبي با همكاري شركتي فعال در زمينه توسعه ديد ثانويه و تجهيزات مربوطه، تاكنون روي حدود 30 نفر در نقاط مختلف دنيا، به كاشت تجهيزات شبكيه‌اي از طريق جراحي اقدام كرده است. شباهت ايمپلنت‌هاي اين شركت با نمونه محققان ام.آي.تي در محور بودن فناوري كاشت حلزوني در هر دو مكانيسم است كه به طور مستقيم يك عصب حسي را تحريك مي‌كند. به ادعاي دكتر ويلند، گزارش‌هاي اوليه درباره كارايي و تاثير بخشي دو نمونه از شبكيه‌هاي مصنوعي توليدي اين شركت مثبت بوده است و از اين پس افراد مي‌توانند از اين ابزار براي رديابي حركت و جهت حركت استفاده كنند و همچنين مي‌توانند اشكال فضايي گوناگون جدا از هم را تشخيص و تمييز دهند. با اين اوصاف، هر دو مدل تجهيزات كاشتني شبكيه‌اي محصول گروه ام.آي.تي و شركت مزبور هنوز با كاربرد گسترده خود سال‌ها فاصله دارند؛ چراكه براي تصوير افكني يك تصوير كاملا رنگي روي شبكيه، پيكسل‌ها بايد اندازه‌اي برابر يا كمتر از اندازه يك سلول عصبي منفرد و پهنايي حدود 10 ميكرون داشته باشند و به همين سبب فرآيند كوچك‌سازي و فشرده كردن مدارات تا اين اندازه سال‌ها زمان مي‌برد.
البته مكانيسم جالب و مخصوص فناوري شبكيه مصنوعي كه مستقيما سراغ اعصاب بينايي مي‌رود، در حالي مطرح مي‌شود كه پيش از اين نيز فناوري‌هاي ايمپلنتي براي بازگرداندن بخشي از بينايي از دست رفته افراد ناشي از بيماري يا جراحات پس از تصادفات ارائه و كار شده است، اما تفاوت عمده مدل‌هاي كاشتني در چشم بيماران ازجمله فناوري تلسكوپ ايمپلنت كه با الهام از تلسكوپ اصلي گاليله ساخته شده در درشت‌نمايي و تقويت تصاوير است تا از اين راه به بازسازي بخش از دست رفته بينايي افراد كمك شود. شيوه كاركرد فناوري تلسكوپي با قرنيه و به صورت لنزهاي ثابت شده مخابره تصوير راديويي (تله فوتو) است كه طي آن تصاوير روي ناحيه وسيع‌تري از شبكيه افكنده مي‌شوند و به افراد امكان مي‌دهند تا آنچه را كه مي‌بينند، با جزييات بيشتر تشخيص داده و واكنش نشان دهند.
استفاده از فناوري تجهيزات كاشتني در چشم با هدف بازگرداندن قدرت بينايي افراد يا جبران بخشي از ديد از دست رفته بيماران، رويكرد مناسبي براي درمان بيماري‌هاي تخريبي چشم و در راس آنها زوال پيشرفته لكه‌اي محسوب مي‌شود. اين بيماري كه فرمي از كوري تدريجي و پيش رونده تلقي مي‌شود، مي‌تواند در عرض چند ماه توسعه يابد يا ظرف چند دهه به آشكارسازي كامل خود يعني كوري منتهي شود. اين در حالي است كه تاكنون علت شناخته شده‌اي براي اين بيماري كه مي‌تواند در اشكال خيس و خشك روي دهد گزارش نشده است و به رغم اين كه داروهاي رايج مي‌توانند بيماري را كند يا متوقف سازند، اما هيچ درماني براي برطرف كردن بافت همبند يا جاي زخمي كه درون چشم توسعه مي‌يابد، وجود ندارد.
اما به باور محققان تلاش‌هاي صورت گرفته در زمينه ادوات و تجهيزات ايمپلنت محور ازجمله فناوري پيشرفته لنزهاي تماسي و مدارات الكترونيكي شبه تلويزيوني چشمي و همچنين توسعه فناوري شبكيه مصنوعي تا همين حد نيز علاوه بر هديه كردن زندگي دوباره به بيماران و حادثه‌ديدگان چشمي مي‌تواند نويدبخش بازگرداندن و احياي قدرت بينايي براي نابينايان نيز محسوب شود.
مترجم: مهريار ميرنيا / منبع: ديسكاوري