Znanstvenici testiraju holografske tehnike za vraćanje vida

holografske-naocale

Ilustracija šematskog dizajna za naočale s holografskom protezom. (Credit: Roman Kanevsky, Inna Gefen & Shy Shoham)

Znanstvenici pod vodstvom profesora biokemijskog inženjeringa Shyja Shohama s Technion-Israel Instituta za tehnologiju, testiraju mogućnosti holografije u umjetnom stimuliranju stanica u oku, te se nadaju da će razviti novu strategiju za osmišljavanje bioničkog vida.

Računalno generirana holografija se može koristiti u kombinaciji s novom tehnologijom optogenetike, koja koristi gensku terapiju da opskrbi oštećene stanice mrežnice s proteinima koji su osjetljivi na svjetlo. Kod stanja poput retinis pigmentose (RP) – stanje koje pogađa jednu na četiri tisuće osoba u SAD-u, stanice osjetljive na svjetlo propadaju i to dovodi do sljepoće.

„Osnovna ideja optogenetike jest da se izdvoje proteini osjetljivi na svjetlo iz nekog drugog organizma, obično iz alge ili bakterije, te da se umetnu u ciljanu stanicu i na taj se način tu stanicu ponovo učini osjetljivom na svjetlo“, objašnjava Shoham.

Intenzivni impulsi svjetlosti pomažu pri aktivaciji živčanih stanica koje su tretirane ovakvim oblikom optogenetske terapije. No, Shoham kaže da istraživači diljem svijeta i dalje tragaju za najboljim načinom prikazivanja svjetlosnih obrazaca kako bi ih mrežnica vidjela ili reagirala na najnormalniji moguću način.

Plan istraživanja uključuje razvijanje protetskih slušalica ili okulara koje bi osoba mogla nositi, a koji bi prevodili vizualne scene u obrasce svjetlosti koji bi stimulirali genetski promijenjene stanice. U svom su radu u časopisu „Nature Communications“ znanstvenici Techniona objasnili kako bi se svjetlo iz računalno generirane holografije moglo koristiti kako bi se stimulirale popravljene stanice mrežnice kod miševa. Ključ je, kažu, u korištenju svjetlosnog stimulansa koji je intenzivan, precizan i koji može potaknuti aktivnost više stanica odjednom.

„Holografija je korisna u ovom slučaju jer je relativno precizna i intenzivna“, kaže Shoham. „A te dvije stvari trebate da biste vidjeli.“

Istraživači su se okrenuli holografiji nakon što su istražili i druge mogućnosti, poput laserskih deflektora i digitalnih zaslona koji se koriste u mnogim prijenosnim projektorima, kako bi stimulirali oštećene stanice mrežnice. No, obje su metode imale nedostatke. Digitalni zasloni mogu stimulirati mnoge živčane stanice odjednom, ali imaju malen intenzitet svjetla i vrlo malu učinkovitost svjetla. Genetski obnovljene stanice su manje osjetljive na svjetlo nego normalne, zdrave stanice mrežnice, pa bi bilo bolje da postoji jarki izvor svjetlosti, poput lasera, kako bi se aktivirale.

„Laseri imaju intenzitet, ali ne mogu pružiti paralelnu projekciju koja bi istovremeno simulirala sve stanice koje su potrebne da bi se vidjela cjelovita slika“, objašnjava Shoham. „Pomoću holografije koristimo najbolje iz oba područja, lasera i digitalnih zaslona.“

Istraživači su testirali potencijal holografskog stimuliranja stanica mrežnice u laboratoriju, te su poduzeli neke preliminarne prilagodbe tehnologije kako bi je upotrijebili na živim miševima s oštećenim stanicama mrežnice. Pokusi su pokazali da holografija može pružiti pouzdanu i istovremenu stimulaciju više stanicu u milisekundi. Ali ugradnja holografskih proteza kod ljudi je stvar daleke budućnosti, upozorava Shoham. Njegov tim istražuje druge načine aktiviranja oštećenih živčanih stanica, osim optogenetike. Na primjer, također su eksperimentirali s ultrazvukom kako bi aktivirali tkivo mrežnice i mozga.

Shoham nastavlja: “Holografija sama po sebi predstavlja vrlo zanimljiv put prema trodimenzionalnim stimulacijama, koje ne koristimo toliko u mrežnici, ali je vrlo zanimljivo u drugim projektima u kojima je dopušteno stimuliranje tkiva mozga.“

Sredinom veljače, Uprava za hranu i lijekove u SAD-u (engl.Food and Drug Administration –FDA) je odobrila prvu umjetnu mrežnicu i protezu mrežnice, koja radi na drugačiji način nego ona iz Technion projekta. Uređaj koji je odobrila Uprava za hranu i lijekove, imenom Argus II, koristi umjetnu mrežnicu koja se sastoji od elektroda i protezu nalik staklu kako bi se svjetlosni signali prenijeli do elektroda.

„Smatram da je Shyjev laboratorij postupio vrlo pametno kad je iskušavao mnoge metode vraćanja vida“, komentira Eyal Margalit, specijalist za bolesti mrežnice na Medicinskom fakultetu Sveučilišta u Nebraski. Dr. Margalit nastavlja kako su istraživači diljem svijeta u potrazi za načinima na koje bi mogli zamijeniti oštećene stanice mrežnice matičnim stanicama, ili kako bi transplantirali cijele slojeve zdravih stanica mrežnice, te u nekim slučajevima čak i u potpunosti zaobišli oko i direktno stimulirati koru mozga kako bi se vratio izgubljeni vid.

Shohamovi koautori su dr. Inna Reutsky-Gefen, Lior Golan, dr. Nairouz Farah, Adi Schejter, Limor Tsur, and dr. Inbar Brosh.

Izvor: American Technion Society

Izvor: http://znanost.geek.hr/clanak/znanstvenici-testiraju-holografske-tehnike-za-vracanje-vida/#ixzz2O4MnMNT1

Leave a Comment