Ochiul Bionic - sau cum tehnologia invinge natura

In ultimul timp am auzit tot mai des termenul bionic: proteza bionica de mana sau picior, ochi bionic si chiar rinichi sau pancreas bionic.

Dar ce inseamna mai exact termenul bionic si la ce se refera el?

Bionica este stiinta care studiaza si descifreaza functionarea sistemelor biologice, functionare pe care apoi o transpune in tehnica. 

Unul dintre precursorii acestei stiinte este Leonardo da Vinci, care a studiat mecanismul zborului pasarilor, pe care apoi l-a aplicat la un aparat de zbor.

La nivel global, conform Organizatiei Mondiale a Sanatatii (OMS), sunt 285 milioane de navazatori, dintre care 39 de milioane complet nevazatori iar 246 milioane cu vederea foarte scazuta.

Deoarece terapia cu celule stem sau terapia genetica nu a demonstrat beneificii seminificative in redarea vederii persoanelor nevazatoare, ochiul bionic este, deocamdata, cam singura solutie.

La nivel global, se fac progrese in a dezvolta diferite tipuri de ochi bionic: in Australia s-a format un consortiu national  cu universitati de top si institute de cercetare care dezvolta tehnologie si solutii pentru ochiul bionic.

Desi domeniul este de foarte mare interes si multe prototpuri sunt in proces de dezvoltare, un singur model de ochi bionic a fost aprobat de FDA  si a fost implantat la pacienti: Argus® II Retinal Prosthesis System (sau Argus II), dezvoltat de compania Second Sight din California.

Pentru a intelege functionarea ochiului bionic, este important sa intelegem cum functioneaza sistemul nostru vizual.

Cum vedem?

Lumina patrunde in ochi prin cornee si apoi este focalizata pe retina. Retina este stratul aflat pe partea din spate a globului ocular, format din celule (numite fotoreceptori) care convertesc lumina in impulsuri electrice. 

Impulsurile sunt apoi transportate, via nervul optic, catre creier (mai exact cortexul vizual), acolo unde sunt decodate in imagini si se obtine ceea ce vedem. 

Cand o componenta din acest lant nu mai functioneaza corect (de exemplu: celulele retinei isi pierd abilitatea de a converti lumina in impulsuri electrice), persoana isi pierde, in totalitate sau intr-un anumit procent, vederea.

Ochiul bionic Argus II stimuleaza celulelor retinei in a converti lumina in impulsuri electrice.

Procesul de functionare al ochiului bionic

Argus II este format din 3 parti principale (vezi imaginea de mai jos): 1) o camera de filmat, de dimensiuni foarte mici, plasata pe o pereche de ochelari, 2) un mini-computer pe care utilizatorul il poate purta in buzunar si 3) un vector de electrozi, implantat pe retina.

Camera inregistreaza mediul inconjurator, iar semnalul video este transmis, printr-un fir, catre mini-computer. Mini-computer-ul converteste acest semnalul video in semnal electric si il transmite inapoi catre atenta ochelarilor. Antena transmite,  wireless, semnalele catre un receptor implantat sub scalpul pacientului. Receptorul transmite semnalele catre vectorul de electrozi de pe retina, care stimuleaza celulele retinei sa transmita semnalul catre creier. Imaginea este decodata din semnalul electric primit de la electrozi via nervul optic.

Functionarea Ochiului Bionic (Dailymail.co.uk)



Limitari

Desi este un pas important in procesul de restituire a vederii ochiul bionic Argus II are cateva limitari:

1) Costul operatiei este de 150.000 $, facandu-l inaccesibil pentru multi.

2) Vederea este redata partial: pacientul vede doar alb-negru, nu distinge fete, distinge doar forme, vede un obstacol din fata lui, distinge intre obiectele in miscare si cele statice, distinge lumina de intuneric. 
Aceasta calitate scazuta a vederii este data de numarul mic de electrozi implantanti pe retina (60). Pentru a reda natural campul vizual, este nevoie de 1 milion!!! de electrozi.

3) Si ultima limitare, si cea mai importanta dupa parerea mea, este utilizarea acestui tip de implant doar  de catre persoanele care si-au pierdut vederea din cauza degenerarii musculara datorata varstei sau retinitis pigmentosa (boala degenerativa a ochilor care determina moartea celulelor retinei).  

In cazul persoanelor care si-au pierdut vederea din cauza diabetului, glaucom sau infectii, acest implant este inutil. 

Pentru a putea fi folosit si in aceste cazuri, electrozii ar trebui implantati pe creier si nu pe retina, astfel incat sa se faca bypass la retina si semnalul electric sa fie transmis de la mini-computer direct catre creier.  

Dar Second Sight asteapta aprobarea FDA pentru aceasta versiune a ochiului bionic.

Ochiul bionic a fost implantat deja la pacienti din S.U.A. dar si din U.K. Interventia de implantare a electrozilor este relativ simplea, dureaza pana la 4 ore si pacientul necesita cel mult o noapte de spitalizare. In schimb pretul este destul de costisitor.