Occhi bionici e neuro protesi: come la tecnologia restituisce la vista ai ciechi

Circa 40 milioni di non vedenti in tutto il mondo hanno bisogno di una tecnologia in grado di ripristinare la capacità di vedere

Tendenze dell'impianto retinico: tecnologie fondamentali per il ripristino della vista;

Nanotubi retinici

Un gruppo di scienziati cinesi (Shanghai Public Health Clinical Center) nel 2018 ha condotto un esperimento sui topi, durante il quale hanno proposto l'uso di nanotubi invece di fotorecettori retinici non funzionanti. Il vantaggio di questo progetto è la piccola dimensione dei nanotubi. Ognuno di loro può stimolare solo alcune cellule retiniche.

Biopixel

Un gruppo di scienziati di Oxford mira a rendere la protesi il più vicino possibile alla retina naturale. I biopixel nel progetto svolgono una funzione simile alle cellule reali. Hanno una guaina costituita da uno strato lipidico in cui sono incorporate proteine ​​​​fotosensibili. Sono come nelle cellule reali, il potenziale elettrico cambia, si genera un segnale elettrico.

Retina artificiale perovskite

Tutti i precedenti sviluppi fondamentali mirano a stimolare tutti gli strati delle cellule viventi. Con l'aiuto della tecnologia della retina artificiale perovskite, gli scienziati cinesi stanno cercando di fornire la capacità non solo di ricevere sensazioni luminose, ma anche di distinguere il colore modellando il segnale in modo tale che sia percepito dal cervello come avente un certo colore.

Pellicola fotovoltaica Polyretina

Polyretina utilizza una piccola pellicola rivestita con uno strato di una sostanza chimica che ha la capacità di assorbire la luce e convertirla in un segnale elettrico. Il film è posizionato su una base sferica in modo che possa essere comodamente posizionato sul fondo.

Iniezione sottoretinica di polimero semiconduttore

Scienziati italiani propongono una tecnologia per l'introduzione di una soluzione di polimero semiconduttore sotto la retina, con l'aiuto della quale la luce viene fissata e trasformata in segnali elettrici.

Esperienza russa di protesi retiniche

In Russia nel 2017, con il sostegno dei fondi "Connection" e "Art, Science and Sport", sono stati acquistati e installati due impianti retinici Argus II della società americana Second Sight. Queste sono le uniche operazioni per ripristinare la vista che sono state eseguite in Russia da sempre. Ogni operazione, insieme alla riabilitazione, è costata circa 10 milioni di rubli e il sistema di impianto stesso per un paziente è costato circa $ 140.000. Tutto è andato bene e due residenti completamente ciechi di Chelyabinsk: Grigory (non vedevano da 20 anni) e Antonina (non lo vedevo da 10 anni) - hanno ricevuto una visione obiettiva. La visione degli oggetti significa che una persona può vedere i contorni degli oggetti - una porta, una finestra, un piatto - senza dettagli. Non possono leggere e utilizzare uno smartphone. Ad entrambi i pazienti è stata diagnosticata la retinite pigmentosa (cecità notturna).

Al momento del 2019, nel mondo sono stati installati circa 350 impianti prodotti da Second Sight. Circa 50.000 russi hanno bisogno di una tale protesi retinica.

In Russia, solo un progetto può vantare esperienza nelle protesi visive: il laboratorio ANO "Sensor-Tech".

Impianto corticale di Orione

Dopo 45 anni, il leader americano nello sviluppo di impianti retinici, Second Sight, ha creato il sistema protesico corticale ORION. Alla fine del 2017, Second Sight ha ricevuto l'approvazione dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense per condurre studi clinici. Fino ad aprile 2018 sono stati installati 6 dispositivi. I risultati del test hanno mostrato che tutti i pazienti sentivano stimoli visivi e in tre pazienti i risultati erano simili all'impianto retinico Argus II e fornivano un'utile visione dell'oggetto. Le sperimentazioni cliniche dureranno fino a giugno 2023. Un prerequisito per l'installazione dell'impianto è che il paziente abbia esperienza visiva, cioè può essere utilizzato solo per persone con una corteccia visiva formata che sono nate vedenti e hanno perso la vista.

Neuroprotesi corticale CORTIVIS

Scienziati spagnoli hanno sviluppato un impianto corticale chiamato CORVITIS. La protesi è composta da più componenti. Una o due telecamere forniscono un'immagine che viene poi elaborata da un bio-processore per convertire l'immagine visiva in segnali elettrici. Nella seconda fase, le informazioni vengono combinate in una serie di immagini e trasmesse tramite radiofrequenza al dispositivo impiantato. Questa unità RF fornisce la trasmissione wireless di alimentazione e dati al sistema interno. L'unità elettronica impiantata decodifica i segnali, determina e controlla la forma della tensione e l'ampiezza della forma d'onda che verrà applicata agli elettrodi corrispondenti. Gli studi clinici su cinque pazienti termineranno a maggio 2023.

Protesi visiva intracorticale (WFMA)

Scienziati americani hanno sviluppato una tecnologia per la stimolazione intracorticale multicanale utilizzando array wireless di micro elettrodi metallici e hanno creato un array di microelettrodi fluttuanti wireless (WFMA).

Il sistema protesico è costituito da un gruppo di array di stimolatori impiantabili wireless in miniatura in grado di trasmettere informazioni sull'immagine catturate da una videocamera incorporata negli occhiali direttamente al cervello umano. Ogni griglia riceve alimentazione e comandi digitali in modalità wireless, quindi nessun cavo o connettore attraversa il cuoio capelluto. Inviando comandi a WFMA, le immagini dalla fotocamera vengono trasmesse direttamente al cervello, creando una rappresentazione visiva approssimativa dell'immagine. Sebbene la percezione non sia simile alla visione normale, con il suo aiuto una persona può condurre attività indipendenti. Il sistema ICVP ha ricevuto l'approvazione della FDA per gli studi clinici.

Protesi corticale NESTOR

Scienziati olandesi hanno anche sviluppato una tecnologia di sistema protesico simile. Il principio di funzionamento della protesi è lo stesso dei progetti di cui sopra. La telecamera invia un segnale all'impianto, che consiste in migliaia di elettrodi e uno smart chip. Con l'aiuto del processore, la percezione visiva può essere controllata e regolata.

“Sebbene il pieno recupero della vista sembri impossibile finora, i sistemi corticali creano percezioni visive veramente significative, con le quali i non vedenti possono riconoscere, localizzare e raccogliere oggetti, nonché navigare in un ambiente sconosciuto. Il risultato è un significativo miglioramento del tenore di vita dei non vedenti e degli ipovedenti. Tali dispositivi di assistenza hanno già consentito a migliaia di pazienti sordi di ascoltare suoni e acquisire abilità linguistiche, e la stessa speranza esiste nel campo della riabilitazione visiva", ha incoraggiato Andrei Demchinsky.