Нехирургично заместване на ретината
Биотехнолози върнаха зрението на мишка, като трансплантираха фоточувствителен протеин върху зрителните нерви. Безболезнена и ефективна технология може да се прилага при хора.
Биотехнолози създадоха и тестваха молекулярна "протеза" на ретината. Сляпата мишка успя да види и различи не само очертанията, но и малки детайли на движещи се обекти.
Очи, захранвани от батерии
Изкуствената ретина и нейните прототипи се появяват в биотехнологичните лаборатории със завидна редовност. Но дори и най-чувствителните технологии, които позволяват да се разграничат детайлите на обектите и цветовете, се основават на микрочипове и електроди, които предават сигнал към мозъка.
При имплантирането на микрочип хирурзите трябва да „бутат“ електродите по-навътре. Това не е единственият недостатък на изкуствената ретина. Имплантираната ретина се нуждае от батерии, които се намират отвън и се нуждаят от презареждане.
Невролозите Шийла Ниренберг от Медицинския колеж Weill Cornell в Ню Йорк и Chethan Pandarinas са разработили технология, която ви позволява да виждате движещи се обекти в детайли и не изисква хирургическа намеса.
Анатомия на слепотата
Човек вижда не с очите си, а с очите си. Окото е оптично устройство, което приема електромагнитно излъчване и предава сигнал към мозъка. Слепотата може да бъде причинена от увреждане на рецепторната част на зрителния анализатор или пътища. Рецепторната (възприемаща) част на окото се състои от специализирани клетки, които реагират на интензитета на светлината (пръчици) и цвят (конуси). Конуси се намират в централната част на ретината - макулата. Пръчките са разпръснати по периферната част на ретината. Информация от конуси и пръчкипредавани в мозъка чрез нервни клетки (има общо шест вида).
Много офталмологични заболявания са свързани с деградация или увреждане на макулата и други области на ретината. Пациентите, които са слепи поради увреждане на ретината, теоретично могат да виждат светлината, тъй като нервните клетки остават непокътнати. Тоест при такива незрящи се разваля оптичното устройство, а не цялата система.
възбуждат нерва
Повече от половин век учените се опитват да разберат как се възбуждат нервните клетки, които "показват" картина на мозъка. За десет години невробиологични изследвания Шийла Ниренберг успя да дешифрира сигналите на зрителните анализатори и да обясни как се трансформира информацията и възниква възбуждането на пътищата.
Ниренберг и нейните колеги се опитаха да възбудят оптичните нерви директно, без фоторецептори (конуси и пръчици). За да направят това, невролозите са използвали оптогенетика, наскоро разработена техника за изследване на нервните клетки, която се състои във въвеждане на протеини в клетъчната мембрана, които реагират на възбуждане от светлина. Тоест, изследователите принудиха невроните да възприемат информация без посредници, като поставиха светлочувствителен протеин върху мембраната на нервна клетка.
За експеримента учените отглеждат трансгенна мишка, в оптичните неврони (ганглиозни клетки), на която присъства светлочувствителният протеин на синьо-зелените водорасли. След определени лабораторни манипулации учените стигнали до извода, че мишката е видяла светлината и не само вижда очертанията на предметите, но и различава малки детайли. Например лицата на експериментаторите на фона на лабораторни инструменти, врати и шкафове. И, очевидно, мишката също различава движещи се обекти доста добре.
„Поглеждайки назад, изглежда, че нищо не може да бъде по-лесно от това да вземете и просто да трансплантирате фоточувствителен протеин върхупроводяща клетка. Но по някаква причина все още никой не го е направил. Тази технология ви позволява да възстановите зрението без операция и разреждане на батериите. Вярно, само ако нервите на слепия пациент не са увредени “, казаха изследователите на годишната международна конференция Neuroscience 2010.
Ако разработената технология се вкорени в медицинската среда, за възстановяване на зрението ще бъде достатъчно да се извършат няколко биотехнологични манипулации и да се трансплантира генът на светлочувствителен протеин в невроните на човешкото око.