Oko bioniczne - sztuczny system wzrokowy

Bioniczne oko - co to jest? To jest pytanie, które pojawia się u osób, które pierwszy raz napotkają ten termin. W podanym artykule odpowiemy szczegółowo. Więc zaczynajmy.

Definicja

Bioniczne oko to urządzenie, które pozwala niewidomemu odróżnić pewną liczbę obiektów wizualnych i zrekompensować pewien brak widzenia. Chirurdzy wszczepiają go w uszkodzone oko jako protezę siatkówki. W ten sposób uzupełniają sztuczne neurony zachowane w siatkówce.

Zasada działania

Bioniczne oko składa się z matrycy polimerowej wyposażonej w fotodiody. Przechwytuje nawet słabe impulsy elektryczne i przekazuje je. komórki nerwowe. Oznacza to, że sygnały są przekształcane w formę elektryczną i wpływają na neurony zachowane w siatkówce. Matryca polimerowa ma alternatywy: czujnik podczerwieni, kamera wideo, specjalne okulary. Wymienione urządzenia mogą przywrócić funkcję widzenia obwodowego i centralnego.

Kamera wbudowana w okulary rejestruje obraz i przesyła go do procesora konwertera. A to z kolei zamienia sygnał i przesyła go do odbiornika i fotoczujnika, który jest wszczepiany siatkówka pacjent. Dopiero wtedy impulsy elektryczne są przekazywane do mózgu pacjenta za pośrednictwem nerwu wzrokowego.

Specyficzne postrzeganie obrazu

Przez lata badań bioniczne oko uległo wielu zmianom i ulepszeniom. We wczesnych modelach obraz był przesyłany z kamery wideo bezpośrednio do oka pacjenta. Sygnał został zarejestrowany na matrycy fotosensorów i przekazywany wraz z komórkami nerwowymi do mózgu. Ale w tym procesie była jedna wada - różnica w postrzeganiu obrazu przez aparat i gałkę oczną. Oznacza to, że nie działały synchronicznie.

Inne podejście było następujące: po pierwsze, informacja wideo została wysłana do komputera, który przekształcił widoczny obraz na impulsy podczerwone. Odbili się od okularów i wpadli przez soczewkę siatkówka oka na fotoczujnikach. Oczywiście pacjent nie widzi promieni podczerwonych. Ale ich wpływ jest podobny do procesu uzyskiwania obrazu. Innymi słowy, dostępna przestrzeń powstaje przed osobą o bionicznych oczach. I tak się dzieje: obraz uzyskany z aktywnych fotoreceptorów oka nakłada się na obraz z kamery i rzutowany na siatkówkę.

Nowe standardy

Każdego roku technologie biomedyczne rozwijają się skokowo. W tej chwili zamierzają wprowadzić nowy standard dla sztucznego systemu widzenia. Jest to matryca, z której każda strona zawiera 500 fotokomórek (9 lat temu było ich tylko 16). Chociaż, jeśli wyciągniemy analogię z ludzkim okiem, zawierającą 120 milionów prętów i 7 milionów szyszek, potencjał dalszego wzrostu staje się jasny. Warto zauważyć, że informacje przekazywane są do mózgu przez miliony zakończeń nerwowych, a następnie siatkówka przetwarza je niezależnie.

Argus II

To bioniczne oko zostało zaprojektowane i wykonane w USA na podstawie jasnowidzenia. 130 pacjentów z retinitis pigmentosa skorzystało z jego możliwości. Argus II składa się z dwóch części: mini kamery wideo wbudowanej w okulary i implantu. Wszystkie obiekty otaczającego świata są rejestrowane na kamerze i przesyłane do implantu za pośrednictwem procesora przez połączenie bezprzewodowe. Cóż, implant za pomocą elektrod aktywuje komórki siatkówki pacjenta, przesyłając informacje bezpośrednio do nerwu wzrokowego.

Po tygodniu użytkownicy bionicznego oka wyraźnie rozróżniają linie poziome i pionowe. W przyszłości jakość widzenia za pomocą tego urządzenia tylko wzrasta. Argus II kosztuje 150 tysięcy funtów. Jednak badania nie kończą się, ponieważ programiści otrzymują różne dotacje pieniężne. Naturalnie, sztuczne oczy nadal są niedoskonałe. Ale naukowcy robią wszystko, aby poprawić jakość przesyłanych obrazów.

Bioniczne oko w Rosji

Pierwszym pacjentem, któremu wszczepiono urządzenie w naszym kraju był 59-letni Czelabińsk Alexander Uljanow. Operacja ta trwała 6 godzin w Centrum Naukowo-Klinicznym Otorynolaryngologii FMBA. W okresie rehabilitacji chory podążał za najlepszymi okulistami w kraju. W tym czasie impulsy elektryczne były regularnie wysyłane do chipa instalowanego przez Uljanowa, a reakcja była monitorowana. Alexander pokazał doskonałe wyniki.

Oczywiście nie rozróżnia kolorów i nie dostrzega licznych obiektów dostępnych zdrowemu oku. Świat wokół nas Uljanow widzi niewyraźnie i czarno na białym. Ale to wystarczy mu do absolutnego szczęścia. W końcu przez ostatnie 20 lat mężczyzna był na ogół ślepy. A teraz jego życie całkowicie zmieniło ustalone bioniczne oko. Koszt operacji w Rosji to 150 tysięcy rubli. Cóż, plus cena samego oka, co zostało wskazane powyżej. Na razie urządzenie jest produkowane tylko w Ameryce, ale z biegiem czasu analogi powinny pojawić się w Rosji.