Продолжения Национальной академии наук (PNAS) сообщают о главном прорыве двумя Вейлом Корнеллом Медицинские исследователи Колледжа в долгосрочных усилиях по восстановлению вида. Команда умела расшифровывать невральный кодекс сетчатки от мыши и соединила эту информацию с новым протезным устройством, чтобы восстановить вид, чтобы ослепить мышей. Они сообщают, что также расшифровали кодекс для сетчатки обезьяны, которая более или менее идентична тому из людей и надежде, что в ближайшем будущем они могут проектировать и проверить устройство на слепых людей, чтобы использовать.В отличие от в настоящее время доступного протезирования, которые предоставляют слепым пользователям пятна и края света, чтобы помочь им провести, это новое устройство имеет кодекс, чтобы восстановить нормальное видение, которое настолько точно, это позволяет узнавание черт лица и позволяет животным отслеживать движущиеся изображения.
Ведущий исследователь, доктор Шейла Ниренберг, вычислительный нейробиолог в Вейле Корнелле, выдвигает гипотезу, что однажды слепые люди могут носить щиток, подобный используемому на Звездном пути, берущем в свете и использующем компьютерную микросхему, преобразовывающую свет в кодекс, который мозг может тогда перевести на изображение.Доктор Ниренберг, преподаватель в Отделении Физиологии и Биофизики, в Институте Вычислительной Биомедицины в Вейле Корнелле, прокомментировал: «Это – захватывающее время.
Мы можем заставить слепые сетчатки мыши видеть, и мы движемся с такой скоростью, как мы можем, чтобы сделать то же у людей».Это новое открытие предлагает надежду на 25 миллионов слепых людей во всем мире, слепота которых была вызвана заболеваниями сетчатки, и чей только надеются на восстановление видения, находится в протезном устройстве.Доктор Ниренберг объясняет: «Это – первое протезное, имеющее потенциал, чтобы обеспечить нормальное или почти нормальное видение, потому что это включает кодекс».
Обнаружение кодексаВ нормальном видении свет падает на фоторецепторы на поверхности сетчатки, тогда обрабатывающейся сетчаточной схемой и преобразовывающейся в кодекс невральных импульсов, впоследствии переданных к мозгу камерами ганглия сетчатки (выходные клетки). Мозг тогда переводит эти кодексы невральных импульсов в значащие изображения.
Заболевания сетчатки, убивающие фоторецепторы и уничтожающие сетчаточную схему, являются общими причинами слепоты. Однако обычно эти болезни не повреждают камеры ганглия сетчатки. Протезирование, которые в настоящее время доступны, как правило, функционирует путем вождения этих переживающих клеток.
Слепой глаз пациента внедрен с электродами, стимулирующими клетки ганглия с током, приводящим к производству грубых полей зрения.Значительное количество исследования проводится в улучшающуюся производительность путем внедрения большего количества стимуляторов в глаз пациента в надежде, что они активируют больше клеток ганглия в поврежденной ткани и улучшат качество произведенных изображений. Другие исследователи экспериментируют с помощью светочувствительных белков, вводящихся в сетчатку генотерапией как дополнительный способ стимулировать клетки. После того, как введенный в глазу, эти белки могут предназначаться для многих клеток ганглия сразу.
Доктор Ниренберг выдвигает на первый план это существует другой критический фактор, говоря: «Не только он необходимый, чтобы стимулировать большие количества клеток, но они также должны быть стимулированы с кодексом права кодекс, который сетчатка обычно использует, чтобы общаться с мозгом». Этот определенный кодекс является ломающимся открытием, что исследователи Вейла сделали и который они включили в новую протезную систему.
Она объяснила, что любые легкие структуры, падающие на сетчатку, должны были быть преобразованы в общий кодекс, ряд уравнений – который превращает легкие структуры в структуры электрического пульса. Он говорит: «Люди пытались найти кодекс, делающий это для простых стимулов, но мы знали, что это должно было быть generalizable, так, чтобы это могло работать на что-либо-лица, пейзажи, что-либо, что видит человек».
Видение = чип плюс генотерапияИдея применить кодекс к протезному произошла с доктором Ниренбергом при работе над кодексом по различной причине, и она и ее команда немедленно проконтролировали идею путем осуществления математических уравнений на «чипе» и объединения ее с минипроектором.
Чип, действия как «кодирующее устройство» путем преобразования изображений, входящих в глаз в потоки электрических импульсов, пока минипроектор преобразовывает эти электрические импульсы в легкие импульсы, ведущие светочувствительные белки, введенные в клетки ганглия, в ответ передающие кодекс к мозгу.Они проверили свою всю теорию на мыши путем строительства двух протезных систем, одна из которых имела кодекс и другой без. Доктор Ниренберг сказал: «Слияние кодекса оказало драматическое влияние. Это подскочило производительность системы до почти нормальных уровней – т.е. было достаточно информации в мощности системы, чтобы восстановить изображения лиц, животные в основном что-либо, чего мы делали попытку».
После проведения всестороннего ряда экспериментов они обнаружили, что структуры, произведенные слепыми сетчатками у мышей близко, соответствовали произведенным нормальными сетчатками мыши.Доктор Ниренбек объясняет: «Причина, эта система работает, является двукратной. Кодирующее устройство – набор уравнений – в состоянии подражать сетчаточным преобразованиям для широкого диапазона стимулов, включая естественные сцены, и таким образом произвести нормальные структуры электрического пульса, и стимулятор (легкий чувствительный белок) в состоянии переслать тот пульс до мозга.
Что эти результаты исследования шоу – то, что критические ингредиенты для строительства высоко эффективного протезного ретиналя – кодекс сетчатки и высокое разрешение стимулирующий метод – теперь, в большой степени, на месте».Новые сетчаточные протезные потребности перенести клинические испытания на людях, чтобы оценить безопасность компонента генотерапии, поставляющего светочувствительный белок, но Nirenberg оптимистичен, что это безопасно начиная с подобных векторов генотерапии, были успешно проверены на другие сетчаточные болезни. Она завершает: «Это все трепетало.
Я не могу ждать, чтобы начать при приведении этого подхода к пациентам».Доктор Ниренберг и ее ассистент доктор Пэндэринэт подали заявку на патент для протезной системы, поданной через Корнелльский университет.