Нейропротезы - или устройства, созданные для взаимодействия с нервной системой с целью восстановления утраченных функций, - способны значительно улучшить качество жизни. Поскольку в последние годы количество исследований в этой области увеличилось, ученые объявили, что работают над революционным методом и идеей одновременно. Исследователи Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) хотят имплантировать солнечные панели в сетчатку глаза человека, чтобы восстановить зрение.
Самый известный пример нейропротезирования - кохлеарные имплантаты, которые преобразуют звук непосредственно в электрические сигналы, стимулирующие слуховой нерв у людей с глубокой потерей слуха. Но можно ли использовать то же самое в человеческом глазу для восстановления зрения у людей, чьи фоторецепторы, клетки, отвечающие за восприятие света и цвета, были повреждены? Международная междисциплинарная группа исследователей, включающая инженеров, неврологов, клиницистов и других биотехнологов считает, что это возможно. Но пока исследования находятся на начальном этапе.
Несмотря на то, что уже были проведены испытания технологии, основная проблема заключается в установке проводов в глаз, что является сложной процедурой. Здесь на помощь приходят небольшие солнечные панели, подключенные к глазному яблоку, которые преобразуют свет в электрический импульс, используемый мозгом для создания зрительных полей. Естественно, эта панель будет автономной и портативной, что избавит от нужды прокладывать кабели и провода внутри глаза.
Доктор Рёмер не первый, кто исследует использование солнечных элементов/батарей для восстановления зрения. Но вместо того, чтобы сосредоточиться на кремниевых, он обратил внимание на другие полупроводниковые материалы, такие как арсенид галлия и фосфид индия, поскольку их легче настраивать. Они также используются в солнечной промышленности для создания гораздо более эффективных солнечных панелей, хотя и не так дешевы, как кремний.
Доктор Рёмер говорит, что для достижения необходимого напряжения потребуется не один, а как минимум три солнечных элемента: "Если представить себе фоторецепторы в виде пикселей, то нам действительно нужно три солнечных элемента, чтобы передать достаточное напряжение в мозг. Поэтому мы изучаем, как можно поставить их друг на друга, чтобы добиться этого. С кремнием это было бы сложно, поэтому мы перешли на арсенид галлия, который гораздо проще".
Что касается того, на каком этапе находится исследование, то доктор Рёмер говорит, что исследование все еще на стадии доказательства концепции. Пока что в лаборатории им удалось сложить два солнечных элемента друг на друга на большой площади - около 1 см2 - и получить хорошие результаты. Следующий шаг - превратить маленькие солнечные элементы в крошечные пиксели, которые нужны для точного зрения.
По оценкам доктора Рёмера, после обширных лабораторных исследований и испытаний на животных моделях площадь устройства составит около 2 мм2 с пикселями размером около 50 микрометров (одна пятая миллиметра). К тому времени оно должно быть готово к испытаниям на людях, но это займет некоторое время. Пока же, устройство работает только при освещении его лазерным светом, и пациенты будут видеть только черно-белое изображение с очень низким разрешением.
Он также говорит, что технология может быть усовершенствована с помощью очков или "умных" очков, которые смогут усиливать солнечные лучи до необходимой интенсивности. Даже если все пойдет как надо и появится конечный продукт, не все нарушения зрения будут устранены с помощью этой технологии. По словам Рёмера, с помощью этой технологии можно будет лечить людей с некоторыми заболеваниями, такими как пигментный ретинит и возрастная макулярная дегенерация.