Pomysł polega na wykorzystaniu maleńkiego panelu słonecznego przymocowanego do gałki ocznej i przekształceniu przychodzącego światła w impuls elektryczny wysyłany do mózgu
Urszula Lesman
Naukowcy z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii (UNSW) w Australii pracują nad nowym prototypowym urządzeniem, które wykorzystuje panele słoneczne podobne do tych, które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną. Chociaż protezy zastępujące brakującą lub niefunkcjonalną część ciała to żadna nowość, neuroprotetyka jest stosunkowo nową dziedziną, w której urządzenie protetyczne współdziała z układem nerwowym w celu przywrócenia utraconej funkcjonalności.
Zamiana światła w impuls elektryczny
Implanty ślimakowe są bardzo dobrym przykładem neuroprotezy. U osób z ciężkim ubytkiem słuchu implant przekształca dźwięk w sygnały elektryczne, które są następnie wykorzystywane do stymulacji nerwu słuchowego, przywracając słuch. Podobne podejście można zastosować także w przypadku utraty wzroku. – Osoby cierpiące na niektóre choroby, takie jak barwnikowe zwyrodnienie siatkówki i związane z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej, powoli tracą wzrok w miarę degeneracji fotoreceptorów w centrum oka – powiedział Udo Roemer, inżynier specjalizujący się w fotowoltaice na UNSW. Fotoreceptory to komórki oka, które wykrywają światło i kolor w oku. Naukowcy stosują tę samą zasadę w leczeniu utraty wzroku za pomocą neuroprotezy. Ponieważ fotoreceptory są uszkodzone, proteza musi je ominąć i przekształcić światło wpadające do oka na sygnały elektryczne, które można następnie skierować do nerwu wzrokowego, umożliwiając widzenie.
Zamiast budować nowe komórki fotoreceptorowe, naukowcy eksperymentowali z elektrodami wytwarzającymi impuls napięciowy. System wymaga jednak wprowadzenia przewodów do oka, co czyni tę procedurę bardzo skomplikowaną. Udo Roemer należy do multidyscyplinarnego zespołu badaczy, w skład którego wchodzą inżynierowie, neurobiolodzy i eksperci w dziedzinie biotechnologii, pracujący nad osiągnięciem tego samego celu w mniej skomplikowany sposób, bo za pomocą paneli słonecznych.
Pomysł polega na wykorzystaniu maleńkiego panelu słonecznego przymocowanego do gałki ocznej i przekształceniu przychodzącego światła w impuls elektryczny wysyłany do mózgu.
Jak przywrócić wzrok?
Główną zaletą stosowania paneli słonecznych zamiast elektrod jest to, że urządzenie może samozasilać się i nie wymaga podłączania żadnych przewodów do oka. Nie jest to pierwszy raz, kiedy eksperymentuje się z tym pomysłem, ale Roemer obrał nieco inną drogę do jego osiągnięcia. Chociaż panele słoneczne są zwykle wykonane z powszechnie dostępnego krzemu, Roemer przy opracowywaniu swoich paneli słonecznych zwrócił się ku alternatywnym materiałom półprzewodnikowym, takim jak arsenek galu i fosforek galu i indu. Chociaż materiały te są droższe od krzemu, są łatwiejsze w obróbce, a ich właściwości można szybko modyfikować w celu dostosowania do konkretnego zastosowania. – Jeśli wyobrazimy sobie, że fotoreceptory to piksele, to naprawdę potrzebujemy trzech ogniw słonecznych, aby wytworzyć napięcie wystarczające do przesłania go do mózgu – wyjaśnił Roemer.
Gal jest znacznie łatwiejszy do układania w stosy niż krzem. Aby urządzenie było gotowe do wszczepienia u człowieka, musi być bardzo małe i zajmować powierzchnię dwóch milimetrów kwadratowych. Pacjenci prawdopodobnie będą musieli nosić specjalne okulary lub gogle, które wzmacniają światło słoneczne do intensywności mogącej stymulować neurony w oku.
