iPon Hírek

Közvetlenül az agyba küldi a képeket az első bionikus szem

Dátum | 2015. 12. 18.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A jövőben szemek sem feltétlenül kellenek ahhoz, hogy lássunk. A következő év során egy ausztrál páciens lesz az első a világon, aki olyan bionikus szemeket kap, amelyek gyakorlatilag teljesen „átugorják” a látórendszert. A szemüvegbe szerelt kamerapár ugyanis a szem vagy a látópályák helyett egyenesen az agyba továbbítja majd a környezetről összegyűjtött információkat. A fejlesztés ilyen módon mindenkinek segíthet látása helyreállításában, akinek nincs működő retinája. „Nem lesz szükség szemgolyókra a látáshoz” ‒ mondja Arthur Lowery, a Monash Egyetem kutatója, a bionikus szemek fejlesztője. A terv az, hogy maximum 11, egyenként 43 elektródát tartalmazó lapocskát ültetnek be az agy azon részébe, amely a szemekből befutó információk első feldolgozását végzik. Korábbi kísérletek alapján ezen részek stimulálása esetén az alanyok fényeket „látnak” felvillanni.
Lowery úgy véli, hogy megfelelően elhelyezett elektródákkal olyan felvillanásokat lehet kreálni, amelyek a pixelekhez hasonlóan használhatók, vagyis belőlük egy alacsony felbontású, nem egészen 500 pixeles képeket lehet összerakni. Bár a kép sokkal kevésbé lesz részletgazdag, mint a szemek által közvetített, 1‒2 millió pixelnek megfelelő felbontású képek, a látás legalapvetőbb funkciójának helyreállításához elegendő lehet. A kamerák által felvett képek először egy pici számítógépbe futnak be, amely leegyszerűsíti azokat, majd az elektródákhoz küldi az adatokat. „A processzor úgy fog működni, mint egy rajzfilm-rajzoló” ‒ mondja Lowery. Igyekszik minél kevesebb vonással ábrázolni egy összetett helyzetet. Egy arcot például 10 pixellel is lehetséges úgy ábrázolni, hogy komoly információértéke legyen a képnek. Ennyi például pontosan elég ahhoz, hogy a rendszer használója lássa, hogy feléje fordul-e a közelében álló személy, vagy éppen távozóban van. A fejlesztést először olyan betegeken fogják tesztelni, akik nemrégiben veszítették el látásukat. Azt egyelőre nem tudni, hogy hasonló módszerekkel egyáltalán lehetséges-e látást adni a születésüktől fogva vak személyeknek. Ha minden a tervek szerint alakul, az első páciensek a műtétet követően nagyon leegyszerűsítve ugyan, de képesek lesznek látni maguk körül a világot.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

12. polish1987
2015.12.18. 13:23
Szivesen lennek alany egy ilyen kiserlethez
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. Renhoek
2015.12.18. 15:25
Azért ez nem teljesen világelső: Dobelle az intézetében már foglalkozott kortikális implantokkal:

Csak meghalt 2004-ben és nem vitte tovább senki.

Egyébként ez tényleg azoknak nyújthat végső segítséget, akiknek a retinájában lévő ganglion sejtek is elpusztultak, vagy megsérült a látóideg. Esetleg az LGN-ben tumor nőtt ([LINK])

Minden más vakságban epi-szubretinális chipeket alkalmaznak a szemben, vagy a látóideget ingerlik. Az látókéreg fölé ültetett elektródákkal az a probléma, hogy a látókéreg baromi nagy az agyban. Elektródákkal lehetetlen pontosan ingerelni ilyen felbontású (1-2 millió képpont) központot a hallással ellentétben. Ráadásul a látókéregbe már nem térképszerűen pixelenként érkeznek a jelek, hanem torzulva és kaotikusan. Rettentő nehéz "rámappingelni" a beérkező képet. Ehhez nagyon bonyolult algoritmusok kellenek, vagy neurhálók.Szóval ettől a technikától nem várhatunk többet fénypontok felvillanásánál, eselteg kontúroknál. Persze aki teljesen vak, annak ez is áldásos.

Következő lépésként ha genetikailag módosítjuk a teljes látókérget, optogenetikai csatornákat beültetve, akkor sokkal pontosabban sejtenként is lehetne ingerelni egy LED stimulátorral (Ahogy hallóimplantnál már próbálkoznak vele) Ezzel már sokkal jobb felbontás lehetne elérhető. A probléma itt is az, hogy be kell menni a kemény agyhártya alá, hosszú távon egy ekkora teljes látókérget lefedő stimulátor (de még elektródoknál is) eléggé invazív. Egyébként az FDA nagyon szigorú az ilyen koponyát megbontó beavatkozásoknál. Nagyon kevés kísérletet engedélyeznek, és nem túl hosszú időre... EU engedékenyebb, vagy Kína emberkísérletek szempontjából.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. Renhoek
2015.12.18. 15:32
Tehát az a probléma a kortikális beültetéssel, hogy brutálisan invazív. Egy idő után (pár év) pedig ki kell cserélni, mert az agy megpróbálja megenni. vagy csökken a jelminőség elektródoknál. A színek átviteléről egyelőre ne is álmodjunk. Maximum kontúrok, fényvillanások, a jövőben szürkeárnyalatos homályos képek. (Persze ez is óriási eredmény a teljesen vak egyén számára!) A optogenetikai alapúakat pár éve fejlesztik csak, de egyértelműen az a jövő... csak ehhez biztonságos és hosszútávú utólagos génmanipulációra van szükség emberi agykérgen.

Az egész probléma szinte azért megoldhatatlan (jelen technikával), mert egyszerűen nem tudjuk pontosan hogyan működik az egész folyamat. Gondoljunk bele, micsoda adattömörítés és komputáció zajlik már a retinánkban: 120 millió pálcika és 6 millió csap, ez 10 millió bipoláris sejtbe küldi az adatot,( közben amakrin interneuronok és még sokféle feldolgozó blokk van) végül ganglion sejtek gyűjtik össze az infót, amiből eleve sokféle típus van. A ganglionok adják a "kábelt", 1.2 millió drótot a látóidegben. Ez befut a Lateral Geniculate Nucleusba (LGN) itt is átkapcsolás és számítások zajlanak, tovább ágazik 5 millió axon, majd 500 millió! neuronhoz kapcsolódnak a látókéregben. Na ezt próbálják ezzel ingerelni...

125M-10M-1.2M-5M-500M

Következő 100 év projectje, hogy rájöjjünk, milyen adatok mennek ezen a kábelrendszeren
Amivel jelenleg nem foglalkozik senki, az az LGN. Oda fut a látóideg... Szerintem ott még viszonylag konzisztens képi információ van. Nehéz hozzáférni, de ha sikerülne megtudni mi zajlik pontosan ott, és sejt szinten optogenetikailag ingerelni, akkor a következő 50 évben szerintem nagyrészt visszaállítható lehet a látás teljes retinasérülés esetén is. (Ha nem sorvadt el az LGN)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. mikej95 Renho...
2015.12.18. 16:47
Nem próbálnak semmit se feltérképezni, rábízzák az agy plasztikusságára. Ilyen "felbontás" mellett pedig biztosan alkalmazkodni tud majd az alanyok látókérge.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. Renhoek mikej...
2015.12.18. 17:05
Mondjuk egy agyi sérülés utáni agyi plaszticitás, vagy egy gerincsérülés "tanulása" oké. Feedback alapján, tehát visszajelzés alapján is huzalozódhat újra. Más területek vehetik át a funkciókat részben. Nagyon hosszú rehabilitációval, gyógytorna stb...

Itt viszont nincs referencia, nincs vizuális feedback, mert teljesen vak az illető. (Sajnos a cikkben is írták, hogy baromi fontos a megvakulástól számolt idő. Minél később történik egy implant beültetése, annál kevésbé lesz hatásos) Egy hang hallás, vagy egy végtag mozgatása, de még a bőr érzékelése is nagyságrendekkel kisebb információt és felbontást igényel mint a látás.

Persze lehet mondani, hogy most bal oldalt kéne látnia, de ez nagyon nehéz téma, mert mondom nem térképszerűen működik a látókéreg....de vannak jó algoritmusok, és gépi tanulás, amivel maga a "protézis" is tanul, és az agy is alkalmazkodik, ebben igazad van... Ilyen felbontásnál nem is jelent ez problémát. Csak azt mondom, hogy rettentő nehéz továbblépni felvillanások és pöttyök látásánál ezzel a cuccal. Persze a teljes vakoknak ez azt jelenti, hogy újra közlekedhetnek akár bot vagy kutyus nélkül. Kezdésnek ez is óriási lépés.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Renhoek
2015.12.18. 17:13
A másik, hogy ne tévesszen meg az a kép a fáról ami itt látható. Nem történt még meg a beültetés, tehát csak reménykednek, hogy valami hasonlót fog látni a páciens. Kíváncsian várom mi fog ebből kijönni, egyelőre még retina implanttal is 20/1250-es látást értek el, (20/20 az ép látás). Ez kb egy méteres óriás világító betű felismerése.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. peti198706...
2015.12.19. 01:59
Ha jó emléxem egyik betegük már hegyet mászik az emilyen felszereléssel. S asszonya jól bÓÓx3ldogul. -Discovery Science Channelen.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. Renhoek peti1...
2015.12.19. 14:31
Az egy epi/szubretinális implantátum lehetett, vagy egy egyéb látássegítő dolog. (Fontos különbség, hogy ott általában a retina ganglion sejtjei és a látóideg ép!) A Dobelle-es kortikális implanttal ami hasonló, "elvileg" már tudott parkolni a srác autót. ... azóta se hallani semmit erről. Azért mindig tegyük hozzá, hogy valójában soha nem tudni mit lát az illető, és mennyire szenzációhajhász a dolog. Vakon is lehet hegyet mászni, és parkolni, ha tudod merre kell menni
... de kezdésnek már az is óriási, ha mondjuk egy külső eszköz felismeri a táblákat, és felvillanásokként meg pöttyökként, kontúrokként beküldi a látókérgébe.

Nagyon kevés még a beültetés, keveset is engedélyeznek. Hallóimplantátumok viszont már régóta működnek, és nagyon sok pozitív eredmény is van. Igaz a hallás nagyságrendileg egyszerűbb folyamat a látásnál.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. Andrass8 Renho...
2015.12.19. 19:48
Szemész vagy? Elég informált vagy a témában.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. Glaz-doz-f... Andra...
2015.12.19. 20:55
Agysebész.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Renhoek Andra...
2015.12.19. 21:55
Jó is lenne agysebész lennék Ahhoz még kéne pár év. Agyi implantátumokkal foglalkozunk épp(anyagtech, mérnöki és biológiai része, egyelőre nem is humán), és egyetemen volt ilyen retinás tárgyunk, csak onnan tudok ezekről + az összes publikációt el szoktam olvasni.

Nyugodtan javítsatok ki ha valamit máshogy tudtatok, sok az újdonság, és csak pár éve tudok én is részletesebben a hátteréről - meg ha uncsi az okoskodás végülis laikus vagyok retinában én is. Erre a pár mm^2-es szövetre egy életet és karriert lehetne szánni...

Amúgy sok egyetemen folynak kutatások epi/szubretinális implanttal kapcsolatban, és rengeteg cég is megjelent. Tehát ez egy új terület, rohamosan fejlődik, mind az implantátumok fejlesztése, biokompatibilitási study-k, és főleg a mérnöki része, amivel az idegrendszer "kódját" kéne feltörni. Lehet szívesen foglalkoznék vele a jövőben. Ez a legfontosabb szenzoros implantátum az összes közül (akár betegeknél, akár a jövőben egészségeseknél), mégis ez működik eddig a legrosszabbul. Óriási infótartalom megy át, sok komputációs egységen.

Egyelőre nagyon távolinak tűnik a teljes látás visszaállítása, főleg régóta látássérült egyéneknél. Szerintem első cél egy olyan rendszer építése, ami a ganglion sejtek axonjait - vagyis a látóideget teljesen el tudja vezetni és "scannelni"... akár állatokon először. Ezáltal egy adott képet mutatva megtudnánk, hogy axonpontosan milyen infók haladnak át, ezt meg már lehetne emulálni algoritmusokkal vagy neurhálóval, addig csak találgatás. Na offolom magamat, csak baromira érdekel ez a téma
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Lordy
2015.12.20. 23:44
Meglehetősen emlékeztet a Dobelle-féle beültetésre. Az pedig már évtizedes technológia, de mostanában nem hallani róla :-(
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!