Înlocuire nechirurgicală a retinei
Biotehnologii au redat vederea unui șoarece prin transplantul unei proteine fotosensibile pe nervii optici. Tehnologia nedureroasă și eficientă poate fi aplicată oamenilor.
Biotehnologii au creat și testat o „proteză” moleculară a retinei. Mouse-ul orb a putut să vadă și să distingă nu numai contururile, ci și micile detalii ale obiectelor în mișcare.
Ochi alimentați cu baterie
Retina artificială și prototipurile sale apar în laboratoarele biotehnologice cu o regularitate de invidiat. Cu toate acestea, chiar și cele mai sensibile tehnologii care permit distingerea detaliilor obiectelor și culorilor se bazează pe microcipuri și electrozi care transmit un semnal către creier.
La implantarea unui microcip, chirurgii trebuie să „împingă” electrozii mai adânc. Acesta nu este singurul dezavantaj al retinei artificiale. Retina implantată are nevoie de baterii care se află în exterior și trebuie reîncărcate.
Oamenii de știință în neuroștiință Sheila Nirenberg de la Weill Cornell Medical College din New York și Chethan Pandarinas au dezvoltat o tehnologie care vă permite să vedeți obiectele în mișcare în detaliu și nu necesită intervenție chirurgicală.
Anatomia orbirii
Omul nu vede cu ochii, ci prin ochii lui. Ochiul este un dispozitiv optic care primește radiații electromagnetice și transmite un semnal către creier. Orbirea poate fi cauzată de deteriorarea părții receptorului a analizorului vizual sau a căilor. Partea receptorului (perceptorul) a ochiului este alcătuită din celule specializate care răspund la intensitatea luminii (baghete) și culoare (conuri). Conurile sunt situate în partea centrală a retinei - macula. Tijele sunt împrăștiate pe partea periferică a retinei. Informații din conuri și tijetransmisă la creier prin celulele nervoase (există șase tipuri în total).
Multe boli oftalmice sunt asociate cu degradarea sau deteriorarea maculei și a altor zone ale retinei. Pacienții care sunt orbi din cauza leziunilor retinei pot vedea teoretic lumina, deoarece celulele nervoase rămân intacte. Adică, pentru astfel de nevăzători, dispozitivul optic se defectează, și nu întregul sistem.
excita nervii
De mai bine de o jumătate de secol, oamenii de știință au încercat să înțeleagă cum sunt excitate celulele nervoase, care „arată” o imagine creierului. Timp de zece ani de cercetare neurobiologică, Sheila Nirenberg a reușit să descifreze semnalele analizatoarelor vizuale și să explice cum se transformă informația și se produce excitarea căilor.
Nirenberg și colegii ei au încercat să excite nervii optici direct, fără fotoreceptori (conuri și tije). Pentru a face acest lucru, neurologii au folosit optogenetica, o tehnică recent dezvoltată pentru studierea celulelor nervoase, care constă în introducerea în membrana celulară a proteinelor care răspund la excitația luminii. Adică, cercetătorii au forțat neuronii să perceapă informații fără intermediari, plantând o proteină sensibilă la lumină pe membrana unei celule nervoase.
Pentru experiment, oamenii de știință au crescut un șoarece transgenic, în neuronii optici (celule ganglionare) din care era prezentă proteina sensibilă la lumină a algelor albastre-verzi. După anumite manipulări de laborator, oamenii de știință au ajuns la concluzia că șoarecele a văzut lumina și nu numai că vede contururile obiectelor, ci distinge și mici detalii. De exemplu, fețele experimentatorilor pe fundalul instrumentelor de laborator, ușilor și dulapurilor. Și, se pare, mouse-ul a distins destul de bine și obiectele în mișcare.
„Privind înapoi, se pare că nimic nu ar putea fi mai ușor decât să luați și să transplantați pur și simplu o proteină fotosensibilăcelulă conducătoare. Dar din anumite motive, nimeni nu a făcut-o încă. Această tehnologie vă permite să restabiliți vederea fără intervenție chirurgicală și descărcarea bateriilor. Adevărat, numai dacă nervii pacientului orb nu sunt afectați ”, au spus cercetătorii la conferința internațională anuală Neuroscience 2010.
Dacă tehnologia dezvoltată prinde rădăcini în mediul medical, pentru a restabili vederea, va fi suficient să se efectueze mai multe manipulări biotehnologice și să transplanteze gena pentru o proteină sensibilă la lumină în neuronii ochiului uman.