Hvordan Kunstig Vision Vil Fungere

{h1}

Kunstige vision systemer implanteret på nethinden kan genskabe synet for mange blinde mennesker. Find ud af alt om, hvordan kunstig vision vil fungere her.

Selvom du bruger briller, er din vision nok god nok til at genkende de små bogstaver på denne side. Tekst på de fleste computerskærme er ca. 3 millimeter høj og 2 mm bred (.12 x.08 inches). Når du læser denne ene sætning, er du nok uvidende om de tusindvis af stykker af visuel information, som dine øjne samler hvert sekund. Netop i nethinden er der millioner af celler på arbejdspladsen lige nu, der fungerer som fotoreceptorer, der reagerer på lys, ligner hvordan et kamera arbejder for at fange billeder på film.

Nethinden er et tyndt lag af neurale væv, der linjer bagvæggen inde i øjet. Nogle af disse celler virker til at modtage lys, mens andre fortolker informationen og sender meddelelser til hjernen gennem optisk nerve. Dette er en del af processen, der gør det muligt at se. I beskadigede eller dysfunktionelle retinater standser fotoreceptorerne arbejde, hvilket forårsager blindhed. Ved nogle skøn er der mere end 10 millioner mennesker på verdensplan ramt af retinale sygdomme, der fører til tab af syn.

Indtil nu har de, der mistede deres syn på retinal sygdom, haft få håb om at genvinde det. Men teknologiske gennembrud kunne snart give gået tilbage. Flere grupper af forskere har allerede udviklet siliciummikrochips, som kan skabe kunstig vision. I denne artikel vil vi undersøge, hvordan dine retinaer virker, og hvorfor blindhed forårsaget af retinal sygdom ikke længere betyder synstab.

-

Hvordan din nethinden virker

Øjenets anatomi

Øjenets anatomi

Øjet er et af de mest fantastiske organer i kroppen. For at forstå, hvordan kunstig vision er skabt, er det vigtigt at vide om den vigtige rolle, som nethinden spiller i, hvordan du ser. Her er en simpel forklaring på, hvad der sker, når man ser på et objekt:

  • Spredt lys fra objektet går gennem hornhinden.
  • Lyset projiceres på nethinden.
  • Nethinden sender beskeder til hjernen gennem optisk nerve.
  • Hjernen fortolker hvad objektet er.

Nethinden er kompleks i sig selv. Denne tynde membran på bagsiden af ​​øjet er en vigtig del af din evne til at se. Hovedfunktionen er at modtage og transmittere billeder til hjernen. Dette er de tre hovedtyper af celler i øjet, der hjælper med at udføre denne funktion:

  • stænger
  • kegler
  • ganglionceller

Der er omkring 125 millioner stænger og kegler i nethinden, der fungerer som øjets fotoreceptorer. Stænger er de talrige af de to fotoreceptorer, der ligger uden for keglerne 18 til 1. Stænger kan fungere i svagt lys (de kan registrere en enkelt foton) og kan skabe sort-hvide billeder uden meget lys. Når der er nok lys til rådighed, giver kegler os mulighed for at se farve og detaljer af objekter. Cones er ansvarlige for at tillade dig at læse denne artikel, fordi de giver os mulighed for at se med en høj opløsning.

Klik på afspilningsknappen for at se, hvad der sker, når lyset rammer øjet.

Hvis ovenstående animation ikke virker, skal du klikke her for at downloade Quicktime-afspilleren.

De informationer, der modtages af stængerne og keglerne, overføres derefter til de næsten 1 million ganglionceller i nethinden. Disse ganglionceller fortolker meddelelserne fra stængerne og keglerne og sender informationen til hjernen ved hjælp af optisk nerve.

Der er en række retinale sygdomme, der angriber disse celler, hvilket kan føre til blindhed. De mest bemærkelsesværdige af disse sygdomme er retinitis pigmentosa og aldersrelateret makuladegeneration. Begge disse sygdomme angriber nethinden, hvilket gør stængerne og keglerne uvirksomme og forårsager enten tab af perifert syn eller total blindhed. Det har imidlertid vist sig, at ingen af ​​disse retinale sygdomme påvirker ganglioncellerne eller den optiske nerve. Det betyder, at hvis videnskabsmænd kan udvikle kunstige kegler og stænger, kan oplysninger stadig sendes til hjernen til fortolkning.

Oprettelse af kunstig synet

Prikken over datoen på denne øre er den fulde størrelse af den kunstige silikone nethinden.

Prikken over datoen på dette penny er den fulde størrelse af den kunstige silikone nethinden.

Den nuværende vej, som forskere tager for at skabe kunstig vision, blev ramt i 1988, da Dr. Mark Humayun viste, at en blind person kunne blive lavet til at se lys ved at stimulere nerveganglierne bag nethinden med en elektrisk strøm. Denne test viste, at nerverne bag nethinden stadig fungerede, selvom nethinden havde degenereret. På baggrund af disse oplysninger satte videnskabsmænd op for at oprette en enhed, der kunne oversætte billeder og elektriske impulser, der kunne genskabe syn.

I dag er en sådan enhed meget tæt på at blive tilgængelig for de millioner af mennesker, der har mistet deres syn på retinal sygdom. Det kunstigt siliciumnethinde (ASR), udviklet af Optobionics, som var i FDA-kliniske forsøg i slutningen af ​​2007, forbedrede syn på 10 fag i en periode på to år [kilde: Groves]. I slutningen af ​​2007 var Optobionics imidlertid i konkurs og afventer en køber, som ville gøre det muligt for forsøgene at fortsætte.

Som du kan se på billedet øverst på denne side, er ASR en ekstremt lille enhed, der er mindre end overfladen af ​​en blyantslet. Den har en diameter på kun 2 mm (.078 tommer) og er tyndere end et menneskehår. Der er god grund til dens mikroskopiske størrelse. For at en kunstig nethinden skal kunne arbejde, skal den være lille nok, så lægerne kan transplantere det i øjet uden at skade de øvrige strukturer i øjet.

Den væsentligste udvikling inden for kunsthindeindsats har været Energiministeriets oprettelse af det kunstige nethindeprojekt, som ledes af Mark Humayun. ARP er en gruppe af offentlige og private virksomheder, universiteter og forskningslaboratorier, der har samlet deres bestræbelser på at perfektere en nano-størrelse enhed. Siden 2002 har seks blinde frivillige været udstyret med enheden, som har haft succes med at hjælpe dem med at opfatte lyse og mørke og store genstande. ARP har også to enheder i test.

Sådan fungerer den kunstige silikonehinden

Her kan du se, hvor ASR er placeret mellem de ydre og indre retinale lag.

Her kan du se, hvor ASR er placeret mellem de ydre og indre retinale lag.

ASR indeholder ca. 3.500 mikroskopiske solceller, der er i stand til at konvertere lys til elektriske impulser og efterligne funktionen af ​​kegler og stænger. For at implantere denne enhed i øjet, gør kirurger tre små indsnit ikke større end diameteren af ​​en nål i den hvide del af øjet. Gennem disse indsnit indfører kirurgerne en miniature skære- og støvsugeranordning, der fjerner gelen midt i øjet og erstatter den med saltvand. Dernæst foretages der en nøgleåbning i nethinden, hvorigennem de injicerer væske for at løfte en del af nethinden fra øjets bagside, hvilket skaber en lille lomme i subretinale rummet for at indretningen passer ind. Retina er så forseglet over ASR.

For enhver mikrochip til arbejde har den brug for strøm, og den fantastiske ting ved ASR er, at den modtager al sin nødvendige kraft fra lyset, der kommer ind i øjet. Som du har lært før, er lys, der kommer ind i øjet, rettet mod nethinden. Det betyder, at med ASR-implantatet på plads bag nethinden, modtager det alt lys i øjet. Denne solenergi eliminerer behovet for ledninger, batterier eller andre sekundære enheder til strømforsyning.

En anden mikrochip enhed, der ville genskabe delvis vision, er i øjeblikket under udvikling af et team af forskere fra Johns Hopkins University, North Carolina State University og University of North Carolina-Chapel Hill. Kaldte kunstig nethinden komponent chip (ARCC), denne enhed svarer meget til ASR. Begge er lavet af silicium og begge er drevet af solenergi. ARCC er også en meget lille enhed, der måler 2 mm firkant med en tykkelse på 0,2 mm (.00078 tommer). Der er dog betydelige forskelle mellem enhederne.

I modsætning til ASR, som er anbragt mellem lag af retinalt væv, placeres ARCC oven på nethinden. Fordi det er så tyndt, kommer lys ind i øjet til at passere gennem enheden for at slå fotosensorerne på bagsiden af ​​chippen. Dette lys er imidlertid ikke strømkilden til ARCC. I stedet leder en sekundær enhed til et par briller en laser på chipets solceller for at give strøm. Laseren skulle være drevet af en lille batteripakke.

Ifølge forskere vil ARCC give blinde patienter muligheden for at se 10 til 10 pixelbilleder, som er omkring størrelsen af ​​et enkelt bogstav på denne side. Forskere har imidlertid sagt, at de i sidste ende kunne udvikle en version af den chip, der ville tillade 250 til 250 pixel array, hvilket ville tillade dem, der engang var blinde for at læse en avis.

For at lære mere om kunstig vision, se på linkene på næste side.


Video Supplement: Mobilapp gir kunstig syn til blinde.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com