Имплантат сетчатки на солнечных батареях и очки с искусственным интеллектом позволили слепым пациентам снова читать.
Новый электронный глазной имплантат восстановил зрение при чтении у людей, ослепших из-за сухой возрастной макулярной дегенерации.
В крупном исследовании пациенты, использующие имплантат PRIMA и очки дополненной реальности, смогли снова видеть буквы и слова после многих лет темноты.
Революционный электронный глаз восстанавливает зрение при чтении
Люди, потерявшие зрение, восстановили способность читать после того, как им установили революционный электронный глазной имплантат в сочетании с очками дополненной реальности, согласно клиническому испытанию, проведенному исследователями из UCL и офтальмологической больницы Мурфилдса.
Результаты европейского исследования, опубликованные в The New England Journal of Medicine, показали, что 84% участников смогли распознавать буквы, цифры и слова с помощью протеза зрения в глазу, который ранее ослеп. Потеря зрения была вызвана прогрессирующей, неизлечимой формой сухой возрастной макулярной дегенерации (ВМД), известной как географическая атрофия.
В среднем, участники, получавшие лечение с имплантатом, могли прочитать пять строк стандартной карты зрения. До процедуры некоторые вообще могли не видеть график.
Демонстрируем небольшие размеры ультратонкого микрочипа PRIMA.
В клиническом испытании приняли участие 38 человек в 17 больницах в пяти европейских странах, а офтальмологическая больница Мурфилдс была единственным центром в Великобритании. В исследовании был протестирован передовой имплантат сетчатки под названием PRIMA. У каждого пациента, отобранного для процедуры, до имплантации полностью утрачивалось центральное зрение в одном глазу.
Сухая ВМД — это постепенное состояние, при котором повреждается макула, часть сетчатки, отвечающая за острое центральное зрение. Со временем светочувствительные клетки сетчатки разрушаются и умирают, что приводит к размытию и возможной слепоте. На поздней стадии заболевания, известной как географическая атрофия (ГА), центральный макула полностью разрушается. По оценкам, ГА поражает около 5 миллионов человек во всем мире и в настоящее время не имеет одобренного лечения. У всех пациентов в этом исследовании было утрачено центральное зрение в пораженном глазу, что привело к ограниченному периферическому зрению.
Новая эра в искусственном зрении
Имплантат PRIMA представляет собой первое успешное устройство, способное восстановить способность читать через глаз, который потерял зрение.
Г-н Махи Мукит, доцент Института офтальмологии UCL и старший витреоретинальный консультант в офтальмологической больнице Мурфилдс, возглавил британское подразделение исследования. Он сказал: «В истории искусственного зрения это представляет собой новую эру. Слепые пациенты на самом деле могут получить значимое восстановление центрального зрения, чего никогда раньше не делали.
Участница исследования Шейла Ирвин, пациентка клиники Мурфилдс, тренируется с устройством PRIMA.
«Возвращение к умению читать является значительным улучшением качества их жизни, поднимает настроение и помогает восстановить уверенность в себе и независимость. Операция с чипом PRIMA может быть безопасно выполнена любым обученным витреоретинальным хирургом менее чем за два часа, что является ключевым фактором для того, чтобы все слепые пациенты имели доступ к этой новой медицинской терапии ГА при сухой ВМД».
Хирургическая процедура включает в себя витрэктомию, при которой естественный гель глаза удаляется между хрусталиком и сетчаткой. Затем хирург вставляет тонкий микрочип размером с SIM-карту (2 мм x 2 мм) под центральную сетчатку через небольшое отверстие.
После операции пациент носит очки дополненной реальности, оснащенные видеокамерой, подключенной к небольшому компьютеру с функцией зума, которые надеваются на пояс. Камера захватывает визуальную информацию и передает ее на имплантат, позволяя мозгу интерпретировать эти сигналы как зрение.
Переподключение мозга к зрению с помощью искусственного интеллекта
Примерно через месяц или около того после операции, как только глаз успокоится, новый чип активируется. Видеокамера в очках проецирует визуальную сцену в виде инфракрасного луча непосредственно через чип для активации устройства. Алгоритмы искусственного интеллекта (ИИ) через карманный компьютер обрабатывают эту информацию, которая затем преобразуется в электрический сигнал. Этот сигнал проходит через сетчатку глаза и зрительные нервные клетки в мозг, где интерпретируется как зрение. Пациент использует свои очки для фокусировки и сканирования основного объекта на проецируемом изображении с видеокамеры, используя функцию масштабирования для увеличения текста. Каждый пациент проходит интенсивную программу реабилитации в течение нескольких месяцев, чтобы научиться интерпретировать эти сигналы и снова начать читать.
У участников исследования не наблюдалось значительного снижения существующего периферического зрения.
Эти результаты прокладывают путь к получению разрешения на продажу этого нового устройства.
Изображение чипа в глазу пациента.
Личная история: Возвращение Шейлы Ирвин в Рединг
Шейла Ирвин, одна из пациенток Мурфилдса, у которой была диагностирована возрастная макулярная дегенерация, сказала: «Я хотела принять участие в исследовании, чтобы помочь будущим поколениям, и мой оптик предложил мне связаться с Мурфилдсом. До установки имплантата у меня было похоже на два черных диска в глазах, которые были искажены снаружи.
«Я был заядлым книжным червем, и я хотел вернуть это. Я нервничал, волновался, все такое. Во время операции не было боли, но вы все равно осознаете, что происходит. Это новый способ смотреть глазами, и это было чертовски захватывающе, когда я начал видеть письмо. Учиться читать заново не просто, но чем больше часов я посвящаю, тем больше я узнаю.
«Команда в Moorfields ставила передо мной задачи, такие как «Посмотри на свой рецепт», который всегда крошечный. Мне нравится разминаться, пытаться смотреть на маленькие надписи на жестяных банках, разгадывать кроссворды.
«Это имело большое значение. Чтение переносит вас в другой мир. Теперь я определенно более оптимистичен».
Глобальное исследование проводилось под руководством доктора Франка Хольца из Боннского университета, в нем приняли участие представители Великобритании, Франции, Италии и Нидерландов.
Устройство PRIMA System, используемое в этой операции, разрабатывается Science Corporation (science.xyz), которая занимается разработкой интерфейсов мозг-компьютер и нейронной инженерии.
Г-н Мукит добавил: «Я чувствую, что дверь открыта для медицинских устройств в этой области, потому что в настоящее время нет лицензированного лечения сухой ВМД – его не существует.
«Я думаю, что в будущем это может быть использовано для лечения множественных заболеваний глаз».
Внутри системы PRIMA: чип для сетчатки на солнечных батареях
Устройство представляет собой новый беспроводной субретинальный фотоэлектрический имплантат в сочетании со специализированными очками, которые проецируют ближний инфракрасный свет на имплантат, который действует как миниатюрная солнечная панель.
Его толщина составляет 30 микрон/микрон (0,03 мм), что составляет примерно половину толщины человеческого волоса.
Функция масштабирования дает пациентам возможность увеличивать буквы. Он имплантируется в субретинальный слой, под погибшие клетки сетчатки. До тех пор, пока очки и компьютер с поясом не включены, имплантат не имеет визуального стимула или сигнала для передачи в мозг.
В дополнение к практике чтения и регулярному обучению, пациентам было предложено изучить способы использования устройства. Шейла решила научиться разгадывать головоломки и кроссворды, в то время как одна из французских пациенток использовала их, чтобы ориентироваться в парижском метро — обе задачи были сложнее, чем чтение в одиночку.