ابداع شبکیه مصنوعی که یک کانال پنهان بینایی را باز می‌کند

به گزارش جام‌جم‌آنلاین از ایسنا، شبکیه یک لایه نازک در پشت چشم است و از سلول‌های گیرنده نور تشکیل شده که نور مرئی را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. این سیگنال‌های الکتریکی برای بینایی انسان ضروری هستند. برخی بیماری‌ها مانند دژنراسیون شبکیه باعث می‌شوند که این سلول‌های گیرنده نور از کار بیفتند و به نابینایی منجر شوند.

به نقل از تک‌اکسپلور، پژوهشگران مؤسسه علوم پایه «دانشگاه یانسه» (Yonsei University) اخیراً یک شبکیه مصنوعی جدید را ابداع کرده‌اند که می‌تواند تا حدودی بینایی را در افراد مبتلا به شبکیه آسیب‌دیده بازیابی کند.

این دستگاه جدید با تشخیص نور فروسرخ نزدیک و تبدیل آن به سیگنال‌های الکتریکی کار می‌کند. این نور، نوع دیگری از سلول‌های شبکیه را که آسیب ندیده‌اند، تحریک می‌کند.

پژوهشگران در مقاله این پژوهش نوشتند: بسیاری از افراد به دلیل بیماری‌های شبکیه که به تخریب گیرنده‌های نوری منجر می‌شوند، از نابینایی رنج می‌برند. تحریک الکتریکی نورون‌های شبکیه می‌تواند پتانسیل‌های عمل مرتبط با دیدن را که توسط این سلول‌ها تولید می‌شوند، بازسازی کند.

ما یک شبکیه مصنوعی نازک را ارائه داده‌ایم که می‌تواند به سطح اپی‌رتینال چسبیده شود و نور فروسرخ نزدیک را به محرک‌های الکتریکی تبدیل کند که به طور انتخابی سلول‌های گانگلیون را تحریک می‌کنند.

شبکیه مصنوعی توسعه‌یافته توسط این گروه پژوهشی دارای دو بخش اصلی است؛ یک آرایه فوتوترانزیستور و مجموعه‌ای از الکترود‌های میکروستونی فلز مایع.

آرایه فوتوترانزیستور شبکه‌ای از دستگاه‌های کوچک و حساس به نور است که می‌توانند نور فروسرخ نزدیک را تشخیص دهند و آن را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کنند.

الکترود‌های میکروستونی فلز مایع، ساختار‌های ستون‌شکل هستند که از یک فلز مایع نرم ساخته شده‌اند و رسانای الکتریسیته هستند. این ساختار‌ها سیگنال‌های الکتریکی تولیدشده توسط فوتوترانزیستور‌ها را مستقیماً به سلول‌های شبکیه منتقل می‌کنند که به عنوان سلول‌های گانگلیونی شبکیه شناخته می‌شوند و اطلاعات بصری را به مغز می‌فرستند.

در بیشتر موارد دژنراسیون شبکیه، این سلول‌ها کمتر از سلول‌های گیرنده نوری تحت تأثیر قرار می‌گیرند. بنابراین، ممکن است هنوز بتوانند اطلاعات را به مغز منتقل کنند.

پژوهشگران در ادامه نوشتند: شبکیه مصنوعی از یک آرایه فوتوترانزیستور حساس به نور فروسرخ نزدیک و الکترود‌های میکروستونی سه‌بعدی فلز مایع تشکیل شده است.

الکترود‌های فلز مایع، نزدیکی به سلول‌های گانگلیونی شبکیه را افزایش می‌دهند و امکان تزریق مؤثر بار را فراهم می‌کنند و در عین حال، آسیب بافتی را به حداقل می‌رسانند.

پژوهشگران شبکیه مصنوعی خود را با اتصال آن به بافت استخراج‌شده از شبکیه و شبکیه موش‌های نابینا آزمایش کردند. یافته‌های آنها بسیار امیدوارکننده بود، زیرا به نظر نمی‌رسید که این دستگاه هیچ اثر مضر آشکاری بر بافت استخراج‌شده یا شبکیه موش‌ها داشته باشد. علاوه بر این، رفتار و فعالیت مغزی موش‌های نابینا نشان داد که این دستگاه تا حدودی توانایی آنها را در درک نور محیط اطرافشان بازیابی کرده است.

پژوهشگران نوشتند: آزمایش‌های برون‌تنی، زیست‌سازگاری شبکیه مصنوعی را نشان می‌دهند و آزمایش‌های درون‌تنی با استفاده از موش‌های سالم و نابینا، درک نور مرئی و نور فروسرخ نزدیک را نشان می‌دهند.

شبکیه مصنوعی را می‌توان در آینده برای ایجاد یک کانال بصری فروسرخ نزدیک در بیماران مبتلا به نابینایی دژنراتیو گیرنده نوری بدون تداخل با بینایی طبیعی باقی‌مانده آنها استفاده کرد.

یافته‌های این گروه پژوهشی هنوز در مرحله مقدماتی هستند و پیش از آن که دستگاه آنها روی انسان آزمایش شود یا در محیط‌های بالینی مورد استفاده قرار بگیرد، آزمایش‌های بیشتری مورد نیاز خواهد بود.

اگر مشخص شود که این دستگاه در انسان ایمن و مؤثر است، شبکیه مصنوعی جدید می‌تواند واقعاً پیشگام باشد، زیرا می‌تواند امکانات جدیدی را برای برخی از افراد نابینا فراهم کند.

این پژوهش در مجله «Nature Electronics» به چاپ رسید.