Keinotekoisella verkkokalvolla voi saada näkökyvyn takaisin
Verkkokalvon pigmenttisurkastuma on yksi sokeuteen johtavista silmäsairauksista. Tässä periytyvässä sairaudessa silmän valoa aistivat tappi- ja sauvasolut vähitellen rappeutuvat ja potilaan näkökyky heikkenee vähitellen. Ensin heikkenee hämäränäkö ja näkökenttä kapenee, myöhemmin myös tarkan näön alue rappeutuu. Pigmenttisurkastumasta kärsii yksi viidestätuhannesta ihmisestä maailmassa.
Pigmenttisurkastumaan on kokeiltu keinotekoista verkkokalvoa. Kalifornialaisen Second Sight -yhtiön Argus II -verkkokalvoproteesi hyväksyttiin Euroopan unionissa kaksi vuotta sitten ja Yhdysvalloissa tänä vuonna.
Technology Review -lehden mukaan verkkokalvoimplantti on asennettu lähes 70 ihmiselle maailmassa. Kolme tuntia kestävässä leikkauksessa asennettavassa proteesissa on 60 elektrodia, jotka saavat verkkokalvon tappi- ja sauvasoluista seuraavat, terveet hermosolut lähettämään hermoimpulsseja näköhermoon. Elektrodit on kytketty silmälasikameraan, jonka kuvan pieni tietokone käsittelee elektrodeja varten.
Verkkokalvoproteesit voisivat auttaa myös pigmenttisurkastumaa yleisemmästä silmänpohjan ikärappeumasta eli makuladegeneraatiosta kärsiviä ihmisiä näkemään. Makuladegeneraatioon sairastuu kehittyneissä maissa yksi kahdestatuhannesta ihmisestä.
Kaikkiin näkövammaisuuden tai sokeuden tyyppeihin verkkokalvoproteesi ei auta. Näköhermon ja näköaivokuoren täytyy olla terveitä.
Nykyisillä retinaproteeseilla ei kuitenkaan voi lukea. Proteesin käyttäjä kykenee esimerkiksi näkemään, onko hänen edessään ihminen tai ihmisen kokoluokan este. Keinotekoinen verkkokalvo saattaa auttaa näkemään liikkuvan auton tai tunnistamaan lautasen ruokapöydällä.
”Verkkokalvoistutteet ovat nyt samassa kehitysvaiheessa kuin sisäkorvaistutteet 30 vuotta sitten”, verkkokalvoproteeseja kehittävän Bionic Vision Australian johtaja Anthony Burkitt sanoi Technology Review -lehdelle.
Burkittin mukaan verkkokalvoproteesien teknologia tulee kehittymään erittäin nopeasti seuraavan vuosikymmenen aikana. Sisäkorvaistutteetkin kehitettiin alkuun lähinnä auttamaan huulilta lukemista. Nyt teknologia on niin kehittynyttä, että lapset, joilla on sisäkorvaimplantti, voivat mennä tavalliseen kouluun ja käyttää kännykkää.
Mitä enemmän hermoja ärsyttäviä elektrodeja, sitä tarkempi näkö. Second Sight -yhtiökin suunnittelee nostavansa seuraavassa mallissa elektrodien ja samalla kuvapisteiden määrän 60:stä 240:een.
Pikseleitä tarvitaan kuitenkin paljon enemmän, jotta potilas voisi elää normaalia arkea. Esimerkiksi kasvontunnistus edellyttää ennemminkin tuhansia kuin satoja pikseleitä. Käytännössä tällaista tarkkuutta on kuitenkin vaikea toteuttaa nykyisellä teknologialla, väittää Stanfordin yliopiston biofyysikko Daniel Palanker.
Ongelmia aiheuttaa ennen kaikkea tekoverkkokalvon kaapelointi. Palanker kollegoineen onkin kehittänyt langatonta versiota, Technology Review kertoo. Siinä videokameran kuva lähetetään lähes infrapunaisen valon aallonpituuksilla verkkokalvoimplantin valokennolle. Näin implantti saa sekä tarvitsemansa sähköenergian että visuaalisen datan langattomasti. Palankerin työryhmä on kokeillut teknologiaa sokeilla rotilla, ja työskentelee nyt yksityisen yrityksen kanssa aloittaakseen testit ihmisillä.
Tuhansien pikselien tarkkuuskin jää normaalista näöstä, jonka erotuskyky on noin miljoona pikseliä tuhansine värisävyineen. Lisäksi luonnollinen verkkokalvo esikäsittelee kuvaa esimerkiksi kontrastia lisäämällä ennen kuin tieto lähtee näköaivokuorelle. Implanttien on myös kestettävä elektroniikalle vaativassa kosteassa ympäristössä vuosikausia aiheuttamatta vahinkoa kudoksille.
Futuristisimmissa visioissa videokameran kuvaa voisi siirtää myös suoraan näköaivokuorelle, mikä mahdollistaisi lähes kaikkien näkövammojen korjaamisen. Keinotekoinen näkö voisi olla jopa parempi kuin luonnollinen, koska kamera voi kuvata myös ihmissilmälle näkymättömiä ultravioletin ja infrapunaisen aallonpituuksia.