Совместная исследовательская группа из шанхайского университета Фудань разработала инновационный ретинальный протез с использованием нового оптоэлектронного материала, дающего надежду на восстановление зрения у слепых после имплантации в глаз.
По словам команды, крошечный, работающий от собственного источника питания имплантат был успешно испытан на слепых мышах и нечеловекообразных приматах, продемонстрировав свою эффективность.
Ван Шуйюань, один из ведущих исследователей, сказал, что протез заменяет апоптотические фоторецепторные клетки в сетчатке. При воздействии света он генерирует небольшой электрический ток, который активирует выжившие нервные клетки.
«Этот метод подходит для случаев приобретенной слепоты», — сказал Ван, работающий в Колледже интегральных схем и микро-наноэлектроники Фуданьского университета.
По словам исследователей, имплантат не требует внешнего источника питания и может быть установлен посредством малоинвазивной хирургической операции.
Статья о проекте была опубликована на сайте журнала Science в пятницу. В исследовании приняли участие ученые из Колледжа интегральных схем и микро-наноэлектроники Фуданьского университета, Института науки о мозге Фуданьского университета и Шанхайского института технической физики Китайской академии наук.
«Примечательно, что система устраняет необходимость во внешних источниках питания, позволяя проводить минимально инвазивную субретинальную имплантацию без использования громоздкого вспомогательного оборудования», — отмечается в экспертной оценке статьи.
Протез использует сеть теллуровых нанопроволок и состоит из основания и нанопроволок. Лазерная технология используется для разрезания имплантата на части размером с одну двадцатую ногтя, при этом количество имплантатов подбирается в соответствии с индивидуальными потребностями.
Чжан Цзяи, исследователь из Института изучения мозга, сообщил, что лабораторные испытания показали, что у слепых мышей, которые ранее полагались на осязание и обоняние, после имплантации развилась чувствительность к свету.
«В разработанных нами экспериментах мыши смогли распознать подкрепляемые треугольные узоры среди круглых», — сказал Чжан.
Исследователи заявили, что в течение шести месяцев после имплантации у приматов не наблюдалось никаких побочных реакций, что закладывает основу для будущих клинических применений. Они также сообщили, что устройство имеет самую высокую на сегодняшний день плотность оптического тока и обеспечивает широкий спектральный охват для визуальной реконструкции и улучшения.
Протез расширяет визуальное восприятие пользователя в инфракрасный спектр на 940 и 1550 нанометров. Он охватывает диапазон от 470 до 1550 нанометров, что намного превышает естественный диапазон человеческого зрения от 380 до 780 нанометров.
«Это означает, что эта технология протеза суперзрения следующего поколения потенциально может раздвинуть границы естественных возможностей человеческого зрения», — сказал Ван.
Команда заявила, что испытания показали, что с помощью устройства животные приобрели «суперзрение», позволяющее им воспринимать инфракрасный свет и распознавать инфракрасные узоры. По словам Чжана, будущим направлением исследований является изучение способов повышения скорости и точности обработки визуальной информации в живых организмах.
По словам команды, крошечный, работающий от собственного источника питания имплантат был успешно испытан на слепых мышах и нечеловекообразных приматах, продемонстрировав свою эффективность.
Ван Шуйюань, один из ведущих исследователей, сказал, что протез заменяет апоптотические фоторецепторные клетки в сетчатке. При воздействии света он генерирует небольшой электрический ток, который активирует выжившие нервные клетки.
«Этот метод подходит для случаев приобретенной слепоты», — сказал Ван, работающий в Колледже интегральных схем и микро-наноэлектроники Фуданьского университета.
По словам исследователей, имплантат не требует внешнего источника питания и может быть установлен посредством малоинвазивной хирургической операции.
Статья о проекте была опубликована на сайте журнала Science в пятницу. В исследовании приняли участие ученые из Колледжа интегральных схем и микро-наноэлектроники Фуданьского университета, Института науки о мозге Фуданьского университета и Шанхайского института технической физики Китайской академии наук.
«Примечательно, что система устраняет необходимость во внешних источниках питания, позволяя проводить минимально инвазивную субретинальную имплантацию без использования громоздкого вспомогательного оборудования», — отмечается в экспертной оценке статьи.
Протез использует сеть теллуровых нанопроволок и состоит из основания и нанопроволок. Лазерная технология используется для разрезания имплантата на части размером с одну двадцатую ногтя, при этом количество имплантатов подбирается в соответствии с индивидуальными потребностями.
Чжан Цзяи, исследователь из Института изучения мозга, сообщил, что лабораторные испытания показали, что у слепых мышей, которые ранее полагались на осязание и обоняние, после имплантации развилась чувствительность к свету.
«В разработанных нами экспериментах мыши смогли распознать подкрепляемые треугольные узоры среди круглых», — сказал Чжан.
Исследователи заявили, что в течение шести месяцев после имплантации у приматов не наблюдалось никаких побочных реакций, что закладывает основу для будущих клинических применений. Они также сообщили, что устройство имеет самую высокую на сегодняшний день плотность оптического тока и обеспечивает широкий спектральный охват для визуальной реконструкции и улучшения.
Протез расширяет визуальное восприятие пользователя в инфракрасный спектр на 940 и 1550 нанометров. Он охватывает диапазон от 470 до 1550 нанометров, что намного превышает естественный диапазон человеческого зрения от 380 до 780 нанометров.
«Это означает, что эта технология протеза суперзрения следующего поколения потенциально может раздвинуть границы естественных возможностей человеческого зрения», — сказал Ван.
Команда заявила, что испытания показали, что с помощью устройства животные приобрели «суперзрение», позволяющее им воспринимать инфракрасный свет и распознавать инфракрасные узоры. По словам Чжана, будущим направлением исследований является изучение способов повышения скорости и точности обработки визуальной информации в живых организмах.
