Простой протез сетчатки разрабатывается Тель-Авивским университетом в Израиле и Линчёпингским университетом в Швеции. Изготовленный с использованием дешевых и широко доступных органических пигментов, используемых в печатных красках и косметике, он состоит из крошечных пикселей, таких как датчик цифровой камеры в нанометровом масштабе. Исследователи надеются, что он может вернуть зрение слепым людям.
Исследователи под руководством Эрика Гловацки из Университета Линчёпинга разработали крошечную простую фотоактивную пленку, которая преобразует световые импульсы в электрические сигналы. Эти сигналы, в свою очередь, стимулируют нейроны (нервные клетки). Исследовательская группа решила сосредоточиться на искусственных сетчатках, которые в будущем могут вернуть зрение слепым людям. Шведская команда, специализирующаяся на наноматериалах и электронных устройствах, работала вместе с исследователями из Израиля, Италии и Австрии над оптимизацией технологии. Эксперименты по восстановлению зрения проводились группой Яэль Ханейн в Тель-Авивском университете в Израиле. Группа Яэль Ханейн – мировой лидер в области взаимодействия электроники и нервной системы.
Результаты недавно были опубликованы в престижном научном журнале Advanced Materials.
Сетчатка состоит из нескольких тонких слоев клеток. Светочувствительные нейроны в задней части глаза преобразуют падающий свет в электрические сигналы, в то время как другие клетки обрабатывают нервные импульсы и передают их по зрительному нерву в область мозга, известную как зрительная кора. Искусственная сетчатка может быть имплантирована в глаз хирургическим путем, если человек потерял зрение в результате деградации светочувствительных клеток, неспособных преобразовать свет в электрические импульсы.
Искусственная сетчатка состоит из тонкой круглой пленки из фотоактивного материала и похожа на отдельный пиксель в сенсоре цифровой камеры. Каждый пиксель действительно микроскопический – он примерно в 100 раз тоньше одной ячейки и имеет диаметр меньше диаметра человеческого волоса. Он состоит из пигмента полупроводниковых нанокристаллов. Такие пигменты дешевы и нетоксичны и обычно используются в коммерческой косметике и чернилах для татуировок.
"Мы оптимизировали фотоактивную пленку для ближнего инфракрасного света, поскольку биологические ткани, такие как кости, кровь и кожа, наиболее прозрачны для этих длин волн. Это увеличивает возможность других применений у людей в будущем," говорит Эрик Гловацки. Он описывает искусственную сетчатку как микроскопический пончик с пигментом, содержащим кристаллы, посередине и крошечным металлическим кольцом вокруг него. Он действует без каких-либо внешних разъемов, а нервные клетки активируются без задержки.
"Время отклика должно быть коротким, если мы хотим получить контроль над стимуляцией нервных клеток," говорит Дэвид Рэнд, научный сотрудник Тель-Авивского университета. "Здесь нервные клетки активируются напрямую. Мы показали, что наше устройство можно использовать для стимуляции не только нейронов головного мозга, но и нейронов нефункционирующих сетчаток."