بینایی، هدیه تکنولوژی به نابینایان - شبکیه مصنوعی، چشم‌روشنی فنا

بینایی، هدیه تکنولوژی به نابینایان - شبکیه مصنوعی، چشم‌روشنی فناوری نوین

پژوهش‌های جدید محققان نسل دیگری از ریزادوات قابل کاشت در بدن انسان را تحت عنوان فناوری شبکیه مصنوعی رونمایی می‌کند که می‌تواند نویدبخش احیا و بازگرداندن موهبت خدادادی بینایی به نابینایان و گشودن مرزهای نور به چشم افرادی شود که بر اثر حادثه یا بیماری‌های چشمی از قدرت بینایی محروم شده‌اند.

بتازگی محققان انستیتو فناوری ماساچوست (ام.آی.تی) موفق به ارائه محصولی تحت عنوان شبکیه مصنوعی شده‌اند که می‌تواند به صورت مستقیم به عصب بینایی وصل شده و به عنوان رویکردی محوری برای کاربرد طیف وسیعی از ایمپلنت‌های حلزونی مطرح شود. به گفته‌شان کلی، دانشیار ام.آی.تی که این شبکیه مصنوعی به همت او توسعه یافته است، فناوری حاضر بر خلاف معدود روش‌های کاشت تجهیزات توانمندکننده بینایی در چشم توانسته است با دور زدن روال معمول مکانیسم بینایی و فاکتور گرفتن از سلول‌های نوریاب و رنگ‌یاب با جهشی یکباره مستقیما به سراغ خود عصب بینایی رفته و به آن متصل شود. در واقع ساز و کار فناوری شبکیه مصنوعی به این صورت است که با استفاده از دوربینی خارج از محدوده چشم تصاویر جمع‌آوری شده و به تراشه‌ای درون چشم انتقال می‌یابند و سپس با استفاده از جریانی الکتریکی اعصاب بینایی چشم مستقیما تحریک می‌شوند.

به اعتقاد محققان، شبکیه مصنوعی برای کمک به افرادی طراحی شده است که از بیماری زوال لکه‌ای پیشرفته یا تورم رنگیزه‌ای شبکیه رنج می‌برند و ازجمله بیماری‌های چشمی پیش‌رونده‌ای محسوب می‌شوند که به کوری دائمی بیماران مبتلا و معمولا بیماران سالخورده می‌انجامد. این در حالی است که تجویز برخی داروها تنها می‌تواند این فرآیند را به تاخیر بیندازد و به محض این که سلول‌های نوریاب (سلول‌های میله‌ای) و رنگ‌یاب (سلول‌های مخروطی) از بین بروند، دیگر نمی‌توان برای این قبیل بیماران کاری کرد و نابینا می‌شوند، اما آنچه در این میان هدف محققان برای رویکرد ترمیم و بازگرداندن بینایی به این قبیل از بیماران قرار گرفته، خود اعصاب پس زمینه این سلول‌هاست که در این میان جان سالم به در می‌برند. برای این که بیماری دوباره قادر به دیدن شود، به محرکی برای تحریک این اعصاب نیاز است. به همین منظور و برای تحریک اعصاب بینایی بازمانده، از بار الکتریکی خفیفی که با استفاده از مکانیسمی متکی به خود اعمال می‌گردد، استفاده می‌شود و در نهایت این وسیله که از راه جراحی در چشم کاشته می‌شود، می‌تواند اعصاب بینایی را تحریک و برای فرد امکان دیدن مجدد را فراهم کند.

با این اوصاف محققان خاطرنشان می‌سازند که همچون ایمپلنت حلزونی، یک ایمپلنت شبکیه‌ای به وضوح و شفافی دید و بینایی طبیعی نخواهد بود و در عوض، فرد بیمار شبکه‌ای پیکسل‌بندی شده یا به عبارتی مجموعه‌ای از نقاط و خطوط با رنگ‌های گوناگون را که معمولا به رنگ زرد و سایه‌های خاکستری هستند می‌بیند. در حال حاضر این شبکیه مصنوعی تنها چند دوجین پیکسل را تولید می‌کند که هر یک پهنایی حدود 400 میکرون دارند. البته در چنین اندازه‌ای همین پیکسل‌ها چندین عصب بینایی را همپوشانی می‌کنند که می‌تواند نظیر اتفاقی که در فرآیند چاپ رایانه‌ای می‌افتد و صفحه تصویر رنگی بد تنظیم شده و رنگ‌های پیکسل‌ها کمرنگ از کار درمی‌آید، در اینجا نیز موجب آمیختگی رنگ‌ها با همدیگر شود. تعداد محدود پیکسل‌های تولیدی این سامانه شبکیه مصنوعی در حالی است که به اعتقاد محققان رسیدن به محصولی تجاری که موفق از کار درآید نیازمند چندصد پیکسل خواهد بود. از این رو با کاهش اندازه هر پیکسل تا عرض 100 میکرون دانشمندان می‌توانند چند هزار پیکسل را روی اعصاب بینایی جای دهند و مشابه تفاوت یک تلویزیون معمولی با مدل‌های صفحه تخت که از وضوح رنگ و تصویر بالایی برخوردار است، در شبکیه مصنوعی نیز افزایش تعداد پیکسل‌ها، بهتر شدن تصویر را به دنبال خواهد داشت. به گفته محققان، تصاویر حاصل به همراه منبع قدرت از یک جفت عدسی که در قالب یک عینک مهیا شده تامین می‌شوند؛ به نحوی که یک دوربین ظریف کار جمع‌آوری هر گونه تصویر حاضر در میدان دید کاربر را انجام می‌دهد و سپس به صورت انتقال بی‌سیم آن را به تراشه‌ای درون چشم فرد منتقل می‌کند. در این میان توان مصرفی دستگاه کار گذاشته شده در چشم نیز به صورت بیسیم انتقال داده می‌شود؛ برای این منظور از فناوری مشابهی که می‌توان تلفن را با گذاشتن روی صفحه رسانگر مخصوصی شارژ کرد، استفاده شده است.

استفاده از فناوری با هدف بازگرداندن قدرت بینایی افراد یا جبران بخشی از دید از دست رفته بیماران، رویکرد مناسبی برای درمان بیماری‌های چشم محسوب می‌شود

البته گروه تحقیقاتی ام.آی.تی تنها گروهی نیستند که روی فناوری شبکیه‌های مصنوعی کار می‌کنند. در همین رابطه، دکتر جیمز ویلند از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی با همکاری شرکتی فعال در زمینه توسعه دید ثانویه و تجهیزات مربوطه، تاکنون روی حدود 30 نفر در نقاط مختلف دنیا، به کاشت تجهیزات شبکیه‌ای از طریق جراحی اقدام کرده است. شباهت ایمپلنت‌های این شرکت با نمونه محققان ام.آی.تی در محور بودن فناوری کاشت حلزونی در هر دو مکانیسم است که به طور مستقیم یک عصب حسی را تحریک می‌کند. به ادعای دکتر ویلند، گزارش‌های اولیه درباره کارایی و تاثیر بخشی دو نمونه از شبکیه‌های مصنوعی تولیدی این شرکت مثبت بوده است و از این پس افراد می‌توانند از این ابزار برای ردیابی حرکت و جهت حرکت استفاده کنند و همچنین می‌توانند اشکال فضایی گوناگون جدا از هم را تشخیص و تمییز دهند. با این اوصاف، هر دو مدل تجهیزات کاشتنی شبکیه‌ای محصول گروه ام.آی.تی و شرکت مزبور هنوز با کاربرد گسترده خود سال‌ها فاصله دارند؛ چراکه برای تصویر افکنی یک تصویر کاملا رنگی روی شبکیه، پیکسل‌ها باید اندازه‌ای برابر یا کمتر از اندازه یک سلول عصبی منفرد و پهنایی حدود 10 میکرون داشته باشند و به همین سبب فرآیند کوچک‌سازی و فشرده کردن مدارات تا این اندازه سال‌ها زمان می‌برد.

البته مکانیسم جالب و مخصوص فناوری شبکیه مصنوعی که مستقیما سراغ اعصاب بینایی می‌رود، در حالی مطرح می‌شود که پیش از این نیز فناوری‌های ایمپلنتی برای بازگرداندن بخشی از بینایی از دست رفته افراد ناشی از بیماری یا جراحات پس از تصادفات ارائه و کار شده است، اما تفاوت عمده مدل‌های کاشتنی در چشم بیماران ازجمله فناوری تلسکوپ ایمپلنت که با الهام از تلسکوپ اصلی گالیله ساخته شده در درشت‌نمایی و تقویت تصاویر است تا از این راه به بازسازی بخش از دست رفته بینایی افراد کمک شود. شیوه کارکرد فناوری تلسکوپی با قرنیه و به صورت لنزهای ثابت شده مخابره تصویر رادیویی (تله فوتو) است که طی آن تصاویر روی ناحیه وسیع‌تری از شبکیه افکنده می‌شوند و به افراد امکان می‌دهند تا آنچه را که می‌بینند، با جزییات بیشتر تشخیص داده و واکنش نشان دهند.

استفاده از فناوری تجهیزات کاشتنی در چشم با هدف بازگرداندن قدرت بینایی افراد یا جبران بخشی از دید از دست رفته بیماران، رویکرد مناسبی برای درمان بیماری‌های تخریبی چشم و در راس آنها زوال پیشرفته لکه‌ای محسوب می‌شود. این بیماری که فرمی از کوری تدریجی و پیش رونده تلقی می‌شود، می‌تواند در عرض چند ماه توسعه یابد یا ظرف چند دهه به آشکارسازی کامل خود یعنی کوری منتهی شود. این در حالی است که تاکنون علت شناخته شده‌ای برای این بیماری که می‌تواند در اشکال خیس و خشک روی دهد گزارش نشده است و به رغم این که داروهای رایج می‌توانند بیماری را کند یا متوقف سازند، اما هیچ درمانی برای برطرف کردن بافت همبند یا جای زخمی که درون چشم توسعه می‌یابد، وجود ندارد.

اما به باور محققان تلاش‌های صورت گرفته در زمینه ادوات و تجهیزات ایمپلنت محور ازجمله فناوری پیشرفته لنزهای تماسی و مدارات الکترونیکی شبه تلویزیونی چشمی و همچنین توسعه فناوری شبکیه مصنوعی تا همین حد نیز علاوه بر هدیه کردن زندگی دوباره به بیماران و حادثه‌دیدگان چشمی می‌تواند نویدبخش بازگرداندن و احیای قدرت بینایی برای نابینایان نیز محسوب شود.

روزنامه جام جم

مترجم: مهریار میرنیا / منبع: دیسکاوری