(no subject)
На днях разговаривала с дамой, работающей на одну из пяти компаний, разрабатывавших сетчаточные импланты для восстановления зрения при дегенерации сетчатки. Узнала, что две компании уже фсио - одна просто сворачивает проект с концами, другая проект сворачивает, а концы забрасывает в генную терапию зрения, третья развивала сразу и сетчаточные импланты, и мозговые, и сейчас постепенно закругляет сетчаточные протезы, оставляя только мозговые. Это вполне ожидаемый итог для всех, кто близко имеет дело со зрительным восприятием. Проекты начинались на волне потрясающего успеха кохлеарных имплантов (для слуха), и хотя все понимали, что глаз ни разу не ухо, попробовать хотелось, и, конечно, госмедицина везде любит громкое и амбициозное.
С кохлеарным имплантом человечеству просто повезло: это было совпадение уровня знаний об устройстве рецепторной части слуха, сравнительной простоты этого устройства и соответствия разрешающих возможностей стимулятора тому самому устройству. Орган Корти - рецепторная структура слуха - имеет упорядоченное линейное расположение рецепторов, воспринимающих разные частоты звуковых колебаний. Достигается это за счет того, что рецепторы (волосковые клетки) сидят на мембране, толщина и жесткость которой меняются от внутренней части органа Корти (где барабанная перепонка) к внешней, и поэтому мембрана передает колебания по-разному разными своими участками, что создает основу тонотопической организации передачи слуховой информации. Дальше надо было, грубо говоря, засунуть в эту структуру пучок тонких проводков разной длины, и подавать электрические сигналы, соответствующие разным звуковым частотам, на проводки нужной длины. Электростимуляция возбуждает те же самые отростки слухового нерва, на которые подавалась бы настоящая слуховая информация от волосковых клеток. Да, там нужно было решить множество проблем биосовместимости, долговечности, компактности и т.д., но никто в здравом уме не станет сравнивать эту простоту с сетчаткой глаза.
Сетчатка - тончайшая слоистая структура, которая не является простым передатчиком, в ней происходит пре-процессинг зрительного сигнала, для чего там есть 5 типов клеток (каждый тип со своими подтипами). Из веселого - сетчатка позвоночных инвертирована, то есть, фоторецепторы расположены дальше всего от света, а передающие сигнал в мозг ганглиозные клетки - ближе всего к свету. В центре сетчатки приматов, не исключая человека, создана зона особой плотности рецепторов - фовеа, это на нее мы проецируем все, что хотим рассмотреть в деталях, переводя и фокусируя взор. А чтобы ганглиозные клетки не застили свет, они отодвинуты от фовеа в сторону. То есть, чтобы простимулировать ганглиозные клетки самой интересной для нас центральной части сетчатки, их надо ловить индивидуально электродами, которые во много-много раз больше самих клеток. Значит, исходящий от электродов ток (или свет) будет стимулировать сразу много ганглиозных клеток. А они бывают четырех принципиально разных типов, и типы не располагаются регулярно. Ах да, если электродов много, то они будут мешать сигналам друг друга и перегревать имплант, что чревато повреждением сетчатки и тканей вокруг. В результате этих и прочих трудностей импланты имели немного электродов, в большинстве случаев от 60 до 100, и располагались в сравнительно случайных для зрения участках сетчаткы, там, где это удобно с хирургической точки зрения. Попытайтесь что-то рассмотреть периферией поля зрения, когда картинка состоит из 100 пикселей. В качестве отдельной радости глаз движется, в отличе от органа Корти, расположенного для особой неподвижности внутри неспроста называемой каменистой части височной кости. То есть, все эти супертонкие электродные структуры должны были бы еще и выдерживать постоянные деформации сами и не деформировать собой ткани вокруг.
В общем, у человечества еще тонковата кишочка для замены глаза протезом. Пока держатся разработчики внутримозговых зрительных имплантов, которые вживляются напрямую в зрительную кору: мы же видим мозгом, а не глазом. Там свои погремушки - пульсация мозга, то, что кора вообще сильно не плоская, а первичная зрительная кора не плоская ни разу совсем, потенциал для инфекций, и т.д. Но там хотя бы с разрешением нет таких проблем, кора и сама побольше сетчатки, и структура ее удачнее для стимуляции, потому что существует "фактор магнификации" - проекция на кору центральной фовеальной части сетчатки сильно увеличена по сравнению с периферией - есть доступ именно к той информации, на которую человек привык ориентироваться. Но тоже успех пока достаточно далек.
С кохлеарным имплантом человечеству просто повезло: это было совпадение уровня знаний об устройстве рецепторной части слуха, сравнительной простоты этого устройства и соответствия разрешающих возможностей стимулятора тому самому устройству. Орган Корти - рецепторная структура слуха - имеет упорядоченное линейное расположение рецепторов, воспринимающих разные частоты звуковых колебаний. Достигается это за счет того, что рецепторы (волосковые клетки) сидят на мембране, толщина и жесткость которой меняются от внутренней части органа Корти (где барабанная перепонка) к внешней, и поэтому мембрана передает колебания по-разному разными своими участками, что создает основу тонотопической организации передачи слуховой информации. Дальше надо было, грубо говоря, засунуть в эту структуру пучок тонких проводков разной длины, и подавать электрические сигналы, соответствующие разным звуковым частотам, на проводки нужной длины. Электростимуляция возбуждает те же самые отростки слухового нерва, на которые подавалась бы настоящая слуховая информация от волосковых клеток. Да, там нужно было решить множество проблем биосовместимости, долговечности, компактности и т.д., но никто в здравом уме не станет сравнивать эту простоту с сетчаткой глаза.
Сетчатка - тончайшая слоистая структура, которая не является простым передатчиком, в ней происходит пре-процессинг зрительного сигнала, для чего там есть 5 типов клеток (каждый тип со своими подтипами). Из веселого - сетчатка позвоночных инвертирована, то есть, фоторецепторы расположены дальше всего от света, а передающие сигнал в мозг ганглиозные клетки - ближе всего к свету. В центре сетчатки приматов, не исключая человека, создана зона особой плотности рецепторов - фовеа, это на нее мы проецируем все, что хотим рассмотреть в деталях, переводя и фокусируя взор. А чтобы ганглиозные клетки не застили свет, они отодвинуты от фовеа в сторону. То есть, чтобы простимулировать ганглиозные клетки самой интересной для нас центральной части сетчатки, их надо ловить индивидуально электродами, которые во много-много раз больше самих клеток. Значит, исходящий от электродов ток (или свет) будет стимулировать сразу много ганглиозных клеток. А они бывают четырех принципиально разных типов, и типы не располагаются регулярно. Ах да, если электродов много, то они будут мешать сигналам друг друга и перегревать имплант, что чревато повреждением сетчатки и тканей вокруг. В результате этих и прочих трудностей импланты имели немного электродов, в большинстве случаев от 60 до 100, и располагались в сравнительно случайных для зрения участках сетчаткы, там, где это удобно с хирургической точки зрения. Попытайтесь что-то рассмотреть периферией поля зрения, когда картинка состоит из 100 пикселей. В качестве отдельной радости глаз движется, в отличе от органа Корти, расположенного для особой неподвижности внутри неспроста называемой каменистой части височной кости. То есть, все эти супертонкие электродные структуры должны были бы еще и выдерживать постоянные деформации сами и не деформировать собой ткани вокруг.
В общем, у человечества еще тонковата кишочка для замены глаза протезом. Пока держатся разработчики внутримозговых зрительных имплантов, которые вживляются напрямую в зрительную кору: мы же видим мозгом, а не глазом. Там свои погремушки - пульсация мозга, то, что кора вообще сильно не плоская, а первичная зрительная кора не плоская ни разу совсем, потенциал для инфекций, и т.д. Но там хотя бы с разрешением нет таких проблем, кора и сама побольше сетчатки, и структура ее удачнее для стимуляции, потому что существует "фактор магнификации" - проекция на кору центральной фовеальной части сетчатки сильно увеличена по сравнению с периферией - есть доступ именно к той информации, на которую человек привык ориентироваться. Но тоже успех пока достаточно далек.