Физик Алан Литке (Alan Litke) из университета Калифорнии в Санта-Круз (UC Santa Cruz) и американская компания Second Sight создали экспериментальную микросхему, которая в будущем позволит выпускать протезы сетчатки с разрешением, близким к естественной остроте человеческого зрения.
Постоянным читателям «Мембраны» компания Second Sight известна. Она построила один из первых имплантатов сетчатки — крошечных схем с набором электродов, стимулирующих нервные клетки, соединённых с миниатюрной камерой снаружи. О первых таких опытах с устройствами, позволившим слепым различать свет и тьму, мы рассказывали ещё в 2002-м, а в 2005-м сообщали, что новая схема с 16 электродами помогла прозреть шестерым пациентам.
Такие микрочипы могут вернуть примитивное зрение, когда фоторецепторы повреждены, но остались здоровыми ганглиозные клетки сетчатки, передающие сигнал в мозг через зрительный нерв.
В настоящее время клинические испытания проходят имплантаты от Second Sight с 60 электродами. Они уже позволяют слепым пациентам видеть дверные проёмы и даже смотреть футбольные матчи, пусть в виде сильно размытых и смазанных движущихся образов. На подходе к клиническим тестам находится 200-электродная (то есть — 200-пиксельная) схема-имплантат.
Но новый опытный чип, который сейчас испытывают Литке и компания (пока — только в лабораторных условиях), — настоящий монстр среди подобных устройств. Он располагает 512 электродами.
Чип может записывать сигналы или стимулировать их в отдельных клетках сетчатки. Точность контроля над ганглиозными клетками — ключ к развитию всей этой технологии и к появлению аналогичных схем с ещё большим числом электродов.
Надо заметить, что одной из причин низкого разрешения в нынешних имплантатах является не столько число электродов, сколько размер одного электрода — он на порядок больше, чем поперечник клетки. Так что один электрод стимулирует десятки соседних клеток. В новом же чипе диаметр электродов составляет 5 микрометров, что уже сравнимо с размером клетки.
Сейчас новый чип используется для изучения «языка» сетчатки. Дело в том, что клетки сетчатки не просто воспринимают свет и передают сигнал в мозг. Ещё до передачи образа в зрительный нерв картинка проходит предварительную обработку в самой сетчатке, что напоминает сжатие информации в компьютерной фото— и видеосъёмке. Вот этот принцип сжатия и пробуют расшифровать Литке и его коллеги из университета и компании Second Sight.
Если удастся воспроизвести такую кодировку информации в сетчатке-протезе, искусственное зрение для слепых действительно можно будет приблизить к естественному.