Механизм работы
Бионический глаз создан на основе полимерной матрицы и оснащен фотодиодом. Этот чувствительный элемент способен улавливать даже самые слабые электрические импульсы и передавать их нервным клеткам. Полученные сигналы преобразуются в биоэлектрическую форму и взаимодействуют с нервными тканями сетчатки.
Существуют альтернативные устройства для полимерных матриц:
- инфракрасные датчики;
- видеокамеры;
- специализированные очки.
Эти технологии восстанавливают функции периферического и центрального зрения. Видеокамера захватывает изображение и передает цифровые данные в конвертер. Затем сигналы преобразуются и направляются на фотосенсор, который интегрирован в сетчатку пациента. В результате биоэлектрические импульсы в сетчатке естественным образом передаются в нервную систему.
Врачи отмечают, что искусственный бионический глаз представляет собой значительный шаг вперёд в области офтальмологии и реабилитации пациентов с потерей зрения. Специалисты подчеркивают, что такие устройства могут не только восстанавливать частичную зрительную функцию, но и улучшать качество жизни людей, страдающих от различных форм слепоты. Однако, несмотря на многообещающие результаты, врачи предупреждают о необходимости дальнейших исследований и клинических испытаний. Они акцентируют внимание на важности индивидуального подхода к каждому пациенту, так как эффективность бионических глаз может варьироваться в зависимости от состояния зрительного нерва и других факторов. Врачи уверены, что с развитием технологий и улучшением материалов, бионические глаза станут более доступными и эффективными, открывая новые горизонты для миллионов людей по всему миру.
Как видит человек с бионическим глазом
Люди с имплантированными устройствами способны видеть объекты и различать цвета. Современные технологии позволяют различать до восьми различных оттенков. При электрической стимуляции пользователь воспринимает небольшие световые пятна. Через чувствительные волокна проходят биоэлектрические импульсы, что приводит к возникновению явления, известного как фосфен. Таким образом, человек воспринимает световые лучи, даже когда видимого света, проходящего через глаз, нет. Это похоже на те цвета, которые люди могут различать, когда закрывают глаза.
Бионический глаз функционирует с фосфенами и отображает изображения окружающего мира, поэтому восприятие с помощью бионического зрения отличается от естественного. Перед глазами появляются мигающие пятна и формы, которые пациенты изучают, чтобы интерпретировать новую среду, напоминающую мигающую мозаику.
На сегодняшний день бионические глаза способны определять местоположение объектов, различать человеческие силуэты и дверные проемы.
| Аспект | Описание | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|---|
| Принцип работы | Замена поврежденных или отсутствующих фоторецепторов сетчатки на электронные датчики, преобразующие свет в электрические импульсы, которые затем передаются в мозг. | Восстановление зрения при различных формах слепоты, вызванных повреждением сетчатки. | Сложность интеграции с нервной системой, необходимость хирургического вмешательства. |
| Типы устройств | Имплантаты сетчатки: Argus II, Alpha AMS. Кортикальные имплантаты: Orion. | Различные подходы для разных типов повреждений и степеней слепоты. | Ограниченное разрешение, неполное восстановление цветового зрения. |
| Технологии | Микроэлектроника, биосовместимые материалы, нейроинтерфейсы, машинное обучение для обработки изображений. | Постоянное совершенствование технологий, улучшение качества зрения. | Высокая стоимость, необходимость в регулярном обслуживании и обновлении. |
| Применение | Лечение пигментного ретинита, макулярной дегенерации, травм глаза, глаукомы. | Расширение возможностей для людей с неизлечимыми заболеваниями глаз. | Не подходит для всех форм слепоты (например, при повреждении зрительного нерва). |
| Перспективы | Улучшение разрешения, расширение поля зрения, восстановление цветового зрения, беспроводные технологии, интеграция с ИИ. | Потенциал для полного восстановления зрения и улучшения качества жизни. | Этические вопросы, безопасность долгосрочного использования, доступность для широких слоев населения. |
Argus II
Бионический глаз был разработан в США и в настоящее время используется более чем 130 пациентами. Устройство состоит из двух основных компонентов: имплантата и миниатюрной видеокамеры, встроенной в очки. Сенсоры улавливают изображения окружающего мира и передают их на процессор. В очках также имеется беспроводное соединение. Имплантат активирует сетчатку с помощью вживленных электродов, которые передают информацию непосредственно в нервные волокна.
Пациенты начинают различать горизонтальные и вертикальные линии всего через неделю после начала использования устройства, и со временем их зрение продолжает улучшаться. Стоимость этого устройства составляет 150000 фунтов стерлингов. Исследователи продолжают работать над усовершенствованием технологий, чтобы повысить качество воспроизведения зрительной информации.
Предшествующая модель, известная как Аргус 1, была менее эффективной. Новая версия отличается увеличенным количеством ячеек в чипе, что делает систему более чувствительной и позволяет передавать в два раза больше данных на нервные волокна.
Читайте также:
Имплантат включает 60 электродов, которые стимулируют оставшиеся здоровые клетки сетчатки пациента. Это позволяет передавать информацию в зрительный нерв, восстанавливая способность различать цвета, формы и движения.
Искусственный бионический глаз вызывает широкий спектр мнений и эмоций. Многие люди восхищаются его потенциалом, считая, что он может кардинально изменить жизнь слепых и слабовидящих. Технология обещает не только восстановление зрения, но и улучшение качества жизни, позволяя людям вновь наслаждаться простыми радостями, такими как чтение или просмотр любимых фильмов.
Однако не все так однозначно. Некоторые выражают опасения по поводу этических аспектов и возможных рисков, связанных с имплантацией таких устройств. Вопросы о безопасности, долговечности и возможных побочных эффектах остаются актуальными. Кроме того, существует мнение, что бионические глаза могут создать неравенство между теми, кто может позволить себе такие технологии, и теми, кто не имеет такой возможности.
Тем не менее, прогресс в этой области продолжает вдохновлять, и многие надеются, что в будущем искусственные глаза станут доступными и безопасными для всех, кто в них нуждается.
Имплантация бионического глаза в России
Имплантация цифровой сетчатки, которая взаимодействует с бионическим глазом, была осуществлена в России в 2017 году. Пациент, потерявший зрение из-за наследственного заболевания, вновь смог различать окружающие объекты.
Бионические имплантаты получили свое название благодаря синергии между электронной техникой и биологическими системами. Подобные операции часто проводятся для восстановления слуха. Имплантаты для ушей включают электроды, которые устанавливаются в улитку, чтобы взаимодействовать со слуховым нервом.
Преобразователь, расположенный за ушной раковиной, улавливает звуки из окружающей среды и преобразует их в биоэлектрические импульсы. Эти сигналы воздействуют на слуховой нерв и передаются в мозг.
Научно-исследовательский центр в области офтальмологии ФГБОУ ВО РНИМУ имени Н.И. Пирогова был выбран в качестве производителя зрительных имплантатов для проведения первой операции в России. Руководитель этого центра проявил интерес к бионическому глазу и предложил российским ученым ознакомиться с новыми технологиями. Специалисты получили возможность изучить работу зрительной системы с новой перспективы и провели тщательное исследование зрительного анализатора.
Это один из реальных примеров восстановления связи с нервной системой с помощью электроники. Впервые была восстановлена цепочка передачи импульсов, нарушенная заболеваниями органов зрения. Основное направление в исследовании протезирования заключается в увеличении числа сенсоров на искусственной сетчатке для более детального обеспечения нейронов информацией.
Вопрос-ответ
Можно ли видеть бионическим глазом?
Восстановит ли протез моё зрение? Протезы, испытанные на данный момент, не восстанавливают зрение полностью, но могут вызывать определённые зрительные ощущения. Пользователи могут различать свет и тьму, а также распознавать формы.
Что такое бионический глаз?
Что такое бионический глаз? Бионический глаз – это метод лечения людей, у которых отсутствуют или сильно повреждены световые рецепторы в глазу, а также у которых зрительные нервы остаются неповрежденными, но наблюдается потеря зрения из-за пигментного ретинита (куриная слепота).
-
Читайте также:
Можно ли видеть искусственным глазом?
Устройство может видеть при тусклом освещении так же хорошо, как и человеческий глаз. Хотя его поле зрения в 100 градусов не такое широкое, как у человеческого глаза — 150 градусов, это лучше, чем 70 градусах у обычных плоских датчиков видения.
Когда изобретут бионический глаз?
И вот уже названы примерные сроки по изготовлению бионического глаза. Итальянская исследовательская студия МНОХ занялась разработкой бионического глаза, который полностью может заменить настоящий человеческий глаз. Искусственный глаз планируют печатать на 3D-биопринтере.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основы работы бионических глаз. Понимание технологий, таких как сенсоры, камеры и нейронные интерфейсы, поможет вам лучше оценить их потенциал и ограничения.
СОВЕТ №2
Следите за последними исследованиями и разработками в области бионических глаз. Научные достижения и новые прототипы могут значительно изменить представление о возможностях этих устройств.
СОВЕТ №3
Обсуждайте с врачами и специалистами по реабилитации, как бионические глаза могут помочь людям с нарушениями зрения. Это поможет вам понять, как технологии могут быть применены на практике и какие результаты они могут дать.
СОВЕТ №4
Участвуйте в сообществах и форумах, посвященных бионическим технологиям. Общение с другими заинтересованными людьми может предоставить вам новые идеи и перспективы, а также возможность задать вопросы экспертам.
