درمان افراد نابینا با شبکیه مصنوعی

همواره برگرداندن نعمت بینایی به افراد نابینا ، رویایی بزرگ و غیرقابل دسترس به نظر می آمده است ، اما این آرزوی دیرینه کم کم به حقیقت می پیوندد.

کد خبر: ۱۲۶۷۰۴

براساس تخمین سازمان بهداشت جهانی حدود 45 میلیون نفر انسان نابینا از هر دو چشم در سطح جهان وجود دارند. در بین علل نابینایی: بیماری زوال مرکز بینایی ناشی از سن (AMD) و رتینیت پیگمانتوزا(RP) گروه بزرگی را شامل می شود. در حال حاضر هیچ نوع درمانی برای این بیماری ها وجود ندارد و روشهای بیولوژیک مختلف هم بی نتیجه بوده اند.

برپایه پیشرفت های جدید آشکار شده است که با تحریک الکتریکی نورون های (اعصاب) موجود در مسیر بینایی ، می توان درک بینایی را ایجاد کرد. محققان امیدوارند با ایجاد تحریک مناسب الکتریکی در باقیمانده های یاخته های عصبی مسیر بینایی ، دید مصنوعی ایجاد کنند.

در بیماری های کورکننده شبکیه ، معمولا حداقل قسمتی از ساختمان عصبی که درک بینایی به آن ارتباط دارد سالم باقی می ماند ، مثلا در بیماری RP سلولهای داخل شبکیه مثل سلولهای دوقطبی و گانگالیونی بیش از گیرنده های نوری عمر می کنند و سالم می مانند. حتی در بیماری هایی که تمام سلولهای عصبی شبکیه از بین رفته اند ، باز هم ساختمان های قشر مغز سالم می مانند.

از سالها پیش مشخص شده است که تحریک الکتریکی بافت عصبی در هر قسمتی از مسیر بینایی ، حس نور(phosphen) ایجاد می کند. تفکر ساخت شبکیه مصنوعی از مطالعات قبلی در مورد تحریک الکتریکی قشر بینایی مغز گرفته شده است.

تحریک الکتریکی کانونی قشر بینایی افراد کاملا نابینا ، منجر به درک جرقه های نورانی از سوی آنها می شد. پروفسور همایون اولین فردی بود که به وسیله تحریک الکتریکی سطح شبکیه در افراد نابینای دچار بیماری Rp توانست این پدیده را ایجاد کند.

دکتر علیرضا غفاریه ، عضو آکادمی چشم پزشکان امریکا در این ارتباط می گوید: گروههای تحقیقاتی متعددی اقدام به ارائه انواع تراشه های شبکیه مصنوعی جهت جایگزینی بخشی از گیرنده های نوری از دست رفته در بیماران دچار استحاله لایه های خارجی شبکیه کرده اند. با استفاده از نقاط متعدد نورانی می توان تصاویر را درست به مانند تشکیل تصاویر در صفحه نمایشگر رایانه ایجاد کرد. از آنجا که هزاران نقطه نورانی یا نقاط تصویری (pixels) از سوی یک رایانه برای تشکیل تصویر به کار می رود ، تفکر ساخت الکترود ، اساس اولیه تحقیقات در زمینه ساخت شبکیه مصنوعی را تشکیل می دهد.

پروتزهای محرک سلول های عصبی

یکی از اهداف اصلی پژوهش های پیرامون ساخت شبکیه مصنوعی ، ایجاد یک تقابل فیزیولوژیک پایدار بین یک وسیله الکترونیکی و عصب است. دکتر غفاریه ادامه می دهد: این پروتزها بر اساس یک تقابل الکتریکی ، به صورت یک الکترود ساخته می شود که با ایجاد میدان الکتریکی ، سلولهای عصبی را تحریک می کنند.

یک پروتز شبکیه یا عصب بینایی نیاز به زنده بودن دست کم بخشی از سلولهای عصبی شبکیه دارد. حداقل تعداد ، نوع و محل سلولهای عصبی شبکیه لازم برای فعالیت مناسب پروتز تاکنون شناخته نشده است: پروتزهای شبکیه باید برای مدت طولانی در داخل چشم باقی بمانند و لذا باید زیست سازگار باشند و از موادی ساخته شوند که روی بافت عصبی چشم اثر سمی نداشته باشد و منجر به التهاب داخل چشم هم نشود.

براساس محل قرار گرفتن ، پروتزهای شبکیه به انواع مختلفی تقسیم می شوند که شامل اپی رتینال و ساب رتینال است. طرحهای مختلفی در دست بررسی است از جمله طرح بوستون ، طرح شیکاگو ، طرح لس آنجلس ، طرح آلمان ، طرح ژاپن ، طرح دیترویت و طرح استنفورد که هر کدام از این انواع فوائد و مشکلات خاص خودش را دارد.

گرچه پیشرفتهای فناوری تاکنون بسیار اساسی و شگفت انگیز بوده ، ولی نتایج بالینی آن در بیماران هنوز در مراحل ابتدایی است و امید بسیار است که با تکمیل طرحهای موجود به آرزوی دیرینه بشر جامه عمل پوشانده شود.

آیا دوباره خواهند دید

در دنیا حدود 2 تا 3 میلیون نفر از نوعی بیماری رتینال چشمی رنج می برند که متاسفانه درمانی ندارد. بیماری با علایمی مانند عدم تشخیص رنگ اشیا ، از دست دادن شفافیت دید و شب کوری شروع می شود. تشخیص این که بیماری تا چه حد پیشرفت خواهد کرد ناممکن است.

محققان دانشگاه آخن آلمان دستگاهی طراحی کرده اند که امید می رود به کمک آن بخشی از بینایی از دست رفته این بیماران به آنها بازگردانده شود.تنها در آلمان بیش از 40 هزار نفر از نوعی بیماری رتینال چشمی به نام رتینیت پیگمانتوزا (Retinitis Pigmentosa) رنج می برند.

چشم بیونیک و اختلالات بینایی

تراشه سیلیکونی که از جریان عصبی شبکیه چشم تقلید می کند ، راهی پیش روی افرادی که به اختلالات بینایی دچار هستند ، برای استفاده از چشمهای بیونیک می گشاید.

در حدود 700 هزار نفر در کشورهای توسعه یافته سالانه به بیماری پیرچشمی مبتلا می شوند و 5.1 میلیون نفر نیز در سراسر دنیا از نوعی بیماری چشمی موسوم به رتینیت پیگمانتوزا رنج می برند.

در این دو بیماری سلولهای شبکیه چشم که نور را به تکانه های عصبی در پشت چشم تبدیل می کنند ، بتدریج از بین می روند.

اکثر شبکیه های مصنوعی یک دوربین بیرونی را به یک شی ء کاشته شده در پشت چشم از طریق رایانه ارتباط می دهند.

این در حالی است که تراشه جدید سیلیکونی طراحی شده از سوی کریم زاغلول - محقق مصری دانشگاه پنسیلوانیا - و همکارش در دانشگاه استنفورد امریکا نیاز به استفاده از این دوربین و رایانه بیرونی را مرتفع می سازد

این بیماری که متاسفانه درمانی ندارد رفته رفته منجر به نابینایی بیمار می شود.

تشخیص این که بیماری تا چه حد پیشرفت خواهد کرد و بیمار در انتها چه درصدی از بینایی اش را از دست خواهد داد ، از عهده پزشکان نیز خارج است.

نکته مهم این بیماری در آن است که تنها سلول های حساس به نور شبکیه ، کارایی خود را از دست می دهند ، سلولهایی که اطلاعات مربوط به تصویر دیده شده را برای تجزیه و تحلیل به مغز مخابره می کنند.

در بهترین حالت بیماری یک سوم این سلولها سالم باقی می ماند. حال اگر بتوان جایگزینی برای عملکرد این سلولها پیدا کرد بیمار قادر خواهد بود دوباره ببیند. این همان نکته ای است که محققان می کوشند از طریق آن درمانی پیدا کنند.

دستگاه محققان آلمانی رتینای مصنوعی نام دارد ، دستگاه سه قسمتی ای که یک قسمت آن دوربین کوچکی است که در یک عینک جاسازی می شود ، قسمت دوم میکروچیپی است که روی لنز جاسازی می شود و بخش سوم قطعه ای است که در ساختمان داخلی چشم پیوند زده می شود.

میکرودوربینی در عینک

میکرودوربینی که در عینک است ، سیگنال های مخصوصی را که برای دید یک تصویر باید به مغز فرستاده شوند ، ضبط و محاسبه می کند. سیگنال های مورد نظر بدون نیاز به سیم رابط به یک میکروچیپ گیرنده که در لنز کار گذاشته شده ارسال می شوند.

از اینجا به بعد سیگنال ها از سوی کابلهای بسیار ظریفی به قطعه مصنوعی که به شبکیه پیوند زده شده فرستاده می شوند. این قطعه رشته های عصبی ای را که در این بخش از ساختمان چشم قراردارند تحریک می کند و پیام به مغز مخابره می شود. پس از پردازش سیگنال ها در مغز ، فرد قادر به دیدن است.

کل سیستم مانند یک دوربین فیلمبرداری عمل می کند.البته این روش جایگزین کاملی برای بینایی از دست رفته نیست. درواقع تصویری که بیمار می بیند ، در ابتدا خیلی مبهم است ، اما به یک بیمار نابینا کمک می کند که دست کم شب و روز را از هم تشخیص دهد. موانع سر راهش را ببیند و در و پنجره را پیدا کند. البته مطمئنا برای خواندن یا تشخیص چهره دیگران کافی نخواهد بود.

وضوح تصویری که بیمار مشاهده خواهد کرد بستگی به تعداد الکترودهایی دارد که در شبکیه نصب می شوند. با آن که از الکترودهای بسیار ظریف استفاده خواهد شد ، اما نمی توان بیشتر از یک تعداد معین الکترود در شبکیه نصب کرد زیرا ارسال و دریافت سیگنال ها از سوی الکترودهای گیرنده و فرستنده ، گرمایی تولید می کند که باعث بالا رفتن حرارت داخل کره چشم و آسیب بافت داخلی آن می شود. هم اکنون چندین تیم بزرگ تحقیقاتی روی این طرح کار می کنند ؛ تیم هایی از کشورهای انگلستان ، فرانسه ، کانادا ، امریکا و آلمان که در حال حاضر آلمان پیشتاز است.

محققان این کشور امیدوارند بتوانند از این تکنیک برای درمان سایر بیماری های چشمی نیز استفاده کنند. البته کامل شدن این طرح نیازمند زمان بیشتری است. تیم تحقیقاتی دانشگاه آخن تخمین می زند 5 تا 7 سال طول خواهد کشید تا این سیستم وارد بازار شود.