Körvonalazódik a remény 30 millió vak, vagy gyengénlátó európai számára. Uniós támogatással agyba beültethető apró elektródákat fejlesztenek ki, amelyek segíthetnek a látás helyreállításában, írja a a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja.
Tizennégy év vakság után 96 mikroelektródát tartalmazó implantátumot ültettek egy spanyol tanárnő, Berna Gomez agyának látásfeldolgozást végző régiójába.
A kísérlet során a mikroelektródákat összekötötték egy szemüvegben lévő videokamerával, s láss csodát, Gomez vizuálisan meg tudta fejteni az agyába érkező jeleket. Képes volt felismerni a tárgyak körvonalait, azonosítani a jobb és bal kézmozdulatokat, és még labirintusos videojátékokat is tudott játszani.
Kisebb méret, több elektróda
Az ő esete különösen figyelemreméltó, de az ezt lehetővé tevő NeuraViPeR nevű uniós kutatási projekt szakemberei tovább szeretnék csökkenteni az implantátumok méretét és a vizuális felbontás javítása érdekében növelni a bennük lévő elektródák számát. A Zürichi Egyetem Neuroinformatikai Intézete által koordinált kutatás keretében fejlesztett nagyteljesítményű elektródák körülbelül négyszer vékonyabbak, mint egy emberi hajszál. A 2020-ban kezdődött ötéves projekt célja, hogy a látásprotézisek bármelyik vak számára segítséget jelenthessenek.
Ez pedig nem kis cél, hiszen egy e területen tevékenykedő érdekvédelmi csoport szerint Európában több mint 2,5 millió ember él vakon, s egy 2019-ben készült tanulmány szerint a látáskárosodás, beleértve a vakságot is, a harmadik vezető ok a fogyatékossággal töltött évek tekintetében.
A vakság vezető okai a szemlencse elhomályosodásával járó szürkehályog, a látóideget károsító zöldhályog (glaukóma) és a retinát károsító időskori makuladegeneráció. Ezek mellé sorakoznak még fel a cukorbetegség okozta károsodások, egyes örökletes szembajok, a balesetek és bizonyos fertőzések. Egyes esetekben a látásprotézisek segíthetnek a kialakult vakságon.
Jelenleg a vak emberek számára a legjobb segítséget gyakran a vakvezető kutya, a bot vagy más ember támogatása jelenti.
Folyamatos fejlődés a kilencvenes évektől
Az első próbálkozások az elektronika eszköztárának felvonultatásával a múlt század kilencvenes éveiben kezdődtek. Ekkor ültették be a látókéregbe az első elektródákat, amelyek érintkezésbe léptek a vizuális információkat közvetítő és feldolgozó agysejtekkel. Ezek az elektródák azonban ekkor még viszonylag terjedelmesek voltak, és csak korlátozott számban lehetett őket beültetni az agyszövetbe.
Gomez implantátumában is kevés volt az elektródák száma ahhoz, hogy felismerje a tárgyakat, vagy hogy tökéletesen visszanyerje a mindennapi élethez szükséges látását. A délkelet-spanyolországi Elche városában élő nő hat hónapig viselte az implantátumot.
A neurális technológia fejlődése azonban folyamatos. Ma némileg több, már száz elektródát lehet beültetni az implantátumba, azonban ez sem elegendő a megfelelő felbontáshoz. Ahhoz ugyanis, hogy egy vak ember képes legyen felismerni egy arcot, vagy a valós világban lévő tárgyak körvonalait, netán egy szobában eligazodjon, legalább 1 000-2 000 elektródát kellene sebészi úton a látókéregbe ültetni, a normális látás viszont egymillió pixeles felbontással egyenértékű.
A NeuraViPer keretében kifejlesztett implantátumok már több ezer, rugalmas csíkokba ágyazott elektródát tartalmaznak. Az itt alkalmazott technológia nemcsak jelentősen növeli a látásfelbontást, de javítja az implantátum biztonságát azáltal, hogy csökkenti a hegesedés, vagy a negatív immunválasz, a kilökődés kockázatát.
Nemcsak a felbontást, a kapacitást is növelni kell
Az elektródák számának növelése azonban csak egy része a megoldásnak. Ha a látásprotézisek teljesen vissza akarják adni a vakok látását, akkor a jelenleginél sokkal több információt is át kell tudniuk adni. Ehhez az elektródák kapacitását is meg kell növelni az agy stimulálásához és a kamera által rögzített képek hatékony továbbításához.
Ebben egy másik uniós kutatási projekt, a HyperStim próbál előre lépni, melyet a belgiumi Leuveni Agykutató Intézet irányít és az egyik résztvevő a magyar Hun-Ren Kutatási Hálózat Természettudományi Kutatóközpontja. A tavaly kezdődött és négy évre tervezett munkában részt vevő kutatók azt vizsgálják, hogyan lehetne javítani az elektródák ingerlési mintázatát, hogy azok több információt tudjanak eljuttatni az agy neuronjaihoz.
A jelenlegi látásprotézisek ugyanis nagyon egyszerű stimulációs mintákat használnak, a HyperStim viszont a most rendelkezésre álló elektródáknál kifinomultabbakat igyekszik alkalmazni. A cél emellett az, hogy a ma elérhető implantátumokban lévő elektródák számát legalább hússzorosára növeljék, ami már alapvetően javítaná a látás minőségét.
Az első vak páciensek azonban, akiknek az agyába külső kamerával összekapcsolt látásprotézist helyeznek, nem fogják hirtelen teljesen helyreállítani a látásukat. Magának az agynak is időre van ugyanis szüksége az implantátum beültetése után, hogy dekódolja a kamerától kapott üzenetet. Az agynak tehát meg kell tanulnia, hogyan értelmezze az elektromos ingerlést.
Teljes látás helyre állítás helyett nagyobb mobilitás és függetlenség
A teljesen helyreállított látás helyett valószínűleg egy durva fekete-fehér kép jön létre az agyban a tárgyak kontúrjaival és körvonalaival – ez azonban mégis elég ahhoz, hogy a látást korábban teljesen nélkülöző páciens nagyobb mobilitást és függetlenséget kapjon. A két uniós projekt által támogatott technológiák, ha fokozatosan is, de egyértelműen javítják a látásukat elvesztett emberek életkilátásait.
