Badania wykazały, że „bioniczne oko” obiecuje pomóc przywrócić wzrok wielu pacjentom cierpiącym na częściową lub całkowitą ślepotę
Struktura ludzkiego oka jest dość złożona, a sposób, w jaki jesteśmy w stanie widzieć, jest skomplikowanym, sekwencyjnym procesem, który odbywa się w czasie krótszym niż milisekunda. Każde światło najpierw przechodzi przez warstwę ochronną oka zwaną rogówką, a następnie przechodzi do soczewki. Ta regulowana soczewka w naszym oku ugina następnie światło, skupiając je w siatkówka – błona tkankowa, która pokrywa tylną część oka. Miliony receptorów w siatkówce zawierają cząsteczki pigmentu, które zmieniają kształt pod wpływem światła wyzwalającego sygnały elektryczne, które docierają do naszego mózgu za pośrednictwem optyczny nerw. W ten sposób postrzegamy to, co widzimy. Kiedy którakolwiek z tych tkanek – rogówka i siatkówka – lub nerw wzrokowy nie są w stanie prawidłowo funkcjonować, wpływa to na nasz wzrok. Chociaż problemy ze wzrokiem można skorygować za pomocą operacji oka i noszenia okularów z soczewkami korekcyjnymi, wiele stanów prowadzi do ślepoty, która czasami jest nieuleczalna.
Wynalezienie „bionicznego oka”
Według Światowej Organizacji Zdrowia około 1.5 miliona ludzi na całym świecie cierpi na nieuleczalną chorobę zwaną barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki (RP). Dotyka około 1 na 4,000 osób na całym świecie i powoduje stopniową utratę wzroku, gdy światłoczułe komórki zwane fotoreceptorami rozpadają się w siatkówce, prowadząc ostatecznie do ślepoty. Wszczepialna protetyka wizualna zwana „bioniczne oko” [oficjalnie nazwany system protezy siatkówki Argus® II („Argus II”)], wynaleziony przez profesora Marka Humayuna z Uniwersytetu Południowej Kalifornii, przywraca funkcjonalne widzenie u osób cierpiących na całkowitą lub częściową ślepotę1,2 z powodu dziedziczenia siatkówka choroba zwyrodnieniowa. Argus II rejestruje obrazy na formacie oko małej kamery wideo zamontowanej na szkle, przetwarza te obrazy na impulsy elektryczne, a następnie przesyła je bezprzewodowo do elektrod wszczepionych na powierzchnię siatkówki. W ten sposób omija martwe komórki siatkówki i stymuluje żywotne komórki siatkówki u niewidomych pacjentów, powodując postrzeganie wzorców światła w mózgu. Następnie pacjent uczy się interpretować te wzorce wizualne, odzyskując w ten sposób część użytecznego widzenia. System jest kontrolowany przez oprogramowanie, które można aktualizować w celu uzyskania lepszej wydajności w miarę ciągłego opracowywania nowych algorytmów.
Sukces z ludzkimi uczestnikami
Kontynuując swoje ustalenia, producent i sprzedawca „bioniczne oko” Second Sight Medical Products, Inc. („Second Sight”)3 wykazali, że wyniki pięcioletnich badań klinicznych implantu siatkówkowego dowiodły długoterminowej skuteczności, bezpieczeństwa i niezawodności tego urządzenia w poprawie funkcji widzenia i jakości życia osób niewidomych z powodu zwyrodnienia barwnikowego siatkówki. W badaniu prowadzonym przez profesora Lyndona da Cruz z Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust oceniono 30 pacjentów, którym wszczepiono aparat Argus II w 10 ośrodkach w Stanach Zjednoczonych i Europie. Wszyscy pacjenci byli niewidomi (tj. z percepcją gołego światła lub gorzej) z powodu RP lub podobnych zaburzeń. Wyniki wykazały ogólne bezpieczeństwo Argus II poprzez poprawę funkcji wzrokowych u pacjentów, a poprawa ta utrzymywała się w ciągu pięciu lat. Pacjenci zgłaszali, że po zastosowaniu Argus II odnowili kontakt ze światem zewnętrznym, rodziną i przyjaciółmi oraz odczuli ogólną pozytywną zmianę w ich samopoczuciu. Jest to niezwykle niezwykłe badanie i dostarcza obiecujących wiadomości dla pacjentów zaślepionych barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki.
Społeczne aspekty cudownego oka
Argus II jest pierwszym i jedynym siatkówka implant, który wykazał bezpieczeństwo, długoterminową niezawodność i korzyści dzięki odpowiednim badaniom, uzyskując w ten sposób aprobaty w Stanach Zjednoczonych i Europie. Od końca 2016 roku ponad 200 pacjentów zostało wyleczonych ze swojej ślepoty za pomocą Argusa II. Oszacowane koszty dla Argus II wynoszą około 16,000 25 USD na okres XNUMX lat, kiedy u pacjenta po raz pierwszy zdiagnozowano RP. W systemie opieki zdrowotnej finansowanym ze środków publicznych (w wielu krajach rozwiniętych) mógłby być łatwo dostępny dla pacjentów. Koszty mogą być również uzasadnione w ramach ubezpieczenia zdrowotnego, zwłaszcza gdy początek choroby następuje stopniowo. Wysokie koszty mogą nie działać odstraszająco w porównaniu z długoterminowymi potrzebami „opieki” dla takich pacjentów. Jeśli jednak pomyślimy o dostępie do tej technologii w krajach o niskich i średnich dochodach, możliwości wydają się bardzo niskie ze względu na wysokie koszty związane ze scenariuszem płatności z własnej kieszeni.
Przyszłość bionicznego oka: połączenie w mózgu
Po udanych testach na ludziach, Second Sight obejmuje teraz studium wykonalności Argus II oraz aktualizacje sprzętu i oprogramowania dla obecnych i przyszłych pacjentów z Argus II. Koncentrują się na opracowaniu zaawansowanej protezy wzroku, protezy kory wzrokowej Orion™ I4, skierowany do pacjentów z prawie wszystkimi innymi postaciami ślepoty w jednym lub obu oczach. Jest to nieco zmodyfikowana wersja bionicznego oka Argus II, składająca się z pary okularów wyposażonych w kamerę i zewnętrzny procesor, jednak wykorzystujących w 99 procentach technologię Argus II. W porównaniu do Argus II, Orion I to system neurostymulacji, który omija oko i zamiast tego na powierzchni kory wzrokowej (części mózgu przetwarzającej informacje wzrokowe) umieszcza się szereg elektrod. Zatem dostarczanie impulsów elektrycznych w tym obszarze prawdopodobnie poinstruuje mózg, aby postrzegał wzorce świetlne. To bezprzewodowe urządzenie zostało niedawno wszczepione w korę wzrokową 30-letniej pacjentki i kilka testów wykazało, że jest ona w stanie dostrzegać plamy świetlne bez większych skutków ubocznych.
Orion I jest obecnie (koniec 2017 r.) zatwierdzony do badań klinicznych i uzyskał warunkowe zatwierdzenie przez FDA w USA do testowania tylko na pięciu ludziach w dwóch lokalizacjach4. Firma Second Sight prowadzi obecnie dalsze testy urządzenia i odpowiada na niektóre pytania przed rozpoczęciem rzeczywistej próby. Główną wadą Oriona I jest to, że wymaga bardziej inwazyjnej chirurgii niż Argus II, ponieważ trzeba będzie usunąć niewielką część ludzkiej czaszki, aby odsłonić obszar mózgu, w którym zostanie umieszczony szereg elektrod. Takie elektryczne implanty mózgu niosą ze sobą ryzyko infekcji lub drgawek mózgu, a firma planuje tylko testy człowiek osoby całkowicie niewidome.
Omijając oko, Orion mógłbym być dobrodziejstwem dla innych rodzajów ślepoty, które są spowodowane uszkodzoną optyczny nerwu z wielu powodów, w tym jaskry, raka, cukrzycy, urazu lub urazu. Technologia, którą proponuję zastosować Orion, zasadniczo zastąpi oko i optyczny całkowicie nerwowo i wyleczyć ślepotę. To urządzenie, które znajduje się obecnie na dobrej drodze do testów i zatwierdzenia, jest postrzegane jako przełomowe rozwiązanie dla osób, dla których nie ma leku ani leczenia ślepoty – prawie sześć milionów osób na całym świecie, które są niewidome, ale nie są odpowiednimi kandydatami do Argus II.
Firma Second Sight szacuje, że na całym świecie około 400,000 6 pacjentów z barwnikowym zapaleniem siatkówki kwalifikuje się do jego obecnego urządzenia Argus II. Chociaż około XNUMX milionów ludzi jest niewidomych z innych powodów, takich jak rak, cukrzyca, jaskra lub uraz mogą hipotetycznie używać Oriona I zamiast tego. Ponadto Orion I może zapewniać lepszy wzrok w porównaniu do Argusa II. Są to pierwsze kroki w zrozumieniu takiego implantu mózgowego, ponieważ będzie to medycznie trudne w porównaniu z a siatkówka implant, ponieważ kora wzrokowa mózgu jest znacznie bardziej skomplikowana niż oko. To urządzenie będzie wymagało bardziej inwazyjnej operacji mózgu, co sprawi, że pacjenci będą bardziej podatni na infekcje lub drgawki. Orion I prawdopodobnie będzie również wymagał większej liczby zgód od organów regulacyjnych ze względu na wszystkie te aspekty.
***
{Możesz przeczytać oryginalną pracę naukową, klikając link DOI podany poniżej na liście cytowanych źródeł}
Źródło (s)
1. Allen C i in. 2015. Długoterminowe wyniki protezy epiretinalnej w celu przywrócenia wzroku niewidomym”. Optamologia. 122(8). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2015.04.032
2. da Cruz L et al. 2016. Grupa Badawcza Argus II. Pięcioletnie wyniki badań klinicznych systemu protez siatkówki Argus II dotyczące bezpieczeństwa i wydajności. Okulistyka. 123(10). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2016.06.049
3. Produkty medyczne drugiego wzroku, Inc.: www.drugsight.com [Dostęp 5 lutego 2018].
4. Narodowa Biblioteka Medyczna Stanów Zjednoczonych. 2017. Wczesne studium wykonalności systemu protezy wzrokowej Orion. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03344848 [Dostęp 9 lutego 2018].
