A futurisztikusan hangzó kifejezések - például retina-implantátum vagy bionikus szem - egy olyan kutatási irányzatot jelölnek, amely szembe ültethető, mesterséges
segédeszköz kifejlesztésével igyekszik visszaállítani megvakult betegek látását. Bár a gyakorlatban használható megoldás még várat magára, az eddigi eredmények
biztatóak.
Erőfeszítések egy látást segítő eszköz kifejlesztésére

Sok modern tudományág célkitűzései között szerepel a vak emberek látásának visszaállítására alkalmas módszer kidolgozása. Egymással párhuzamosan zajlanak
őssejt-átültetéses kísérletek, fényérzékeny molekulák előállítása nanotechnológiával, növekedési faktorokkal történő gyógyszeres kezelés kifejlesztése
és génterápiás próbálkozások is. Bár mindegyik megközelítés biztató eredményekkel szolgál, egyelőre még várni kell egy a gyakorlati gyógyításban felhasználható
eljárás kifejlesztésére.

Vannak olyan retinális betegségek, amelyekben kizárólag a fény érzékeléséért felelős idegsejtek, az ún. pálcikák és csapok károsodnak, az információ feldolgozásáért
és továbbításáért felelős egyéb sejtek viszont épek maradnak. Elméleti elképzelések és egyre növekvő gyakorlati tapasztalat alapján az épen maradt sejtek
mesterséges elektromos ingerlése látásérzetet válthat ki. Ez képezi alapját azoknak a két évtizede tartó kutatásoknak, amelyek egy szembe ültethető, elektromos
ingerlésen alapuló, látást elősegítő eszköz kifejlesztésére irányulnak.

Több millióan reménykedhetnek

A fényérzékelő sejtek károsodása következtében kialakuló vakság két leggyakoribb példája az időskori makuladegeneráció, illetve a retinitis pigmentosa nevű
betegség. Az első a fejlett nyugati társadalmakban a szerzett vakság leggyakoribb oka, míg a második világszerte az örökletes vakság leggyakoribb kiváltója,
és egyelőre egyik betegség gyógyítása sem megoldott. A két betegség együttesen legalább harmincmillió embert érint világszerte.

A fenti retinális betegségek okozta vakság elleni küzdelemben az egyik legígéretesebb útnak egy olyan retinális implantátum kifejlesztése tűnik, amelyet
a szembe ültetve pótolni lehetne a látórendszer károsodott elemeit, és ezzel a látást helyreállítani. Az így visszanyert látás természetesen nem lenne
azonos értékű egy egészséges szemű ember látásával, azonban emberek millióinak javítana az életminőségén az a mozgásszabadság, amelyet a fény érzékelése
és nagyobb tárgyak észlelése, formájának azonosítása nyújthatna. A kutatók reményei szerint a műretina arcfelismerésre, tévénézésre, sőt nagy méretű betűk
olvasására is képessé tenné viselőjét.

Ugyanakkor nem minden retinabetegnek nyújthat majd megoldást ez a módszer. Mivel az implantátum működésének feltétele az épségben megmaradt sejtek jelenléte
az ideghártyában, a retina valamennyi sejtrétegére kiterjedő károsodás - többek között cukorbetegség, zöldhályog, szélütés miatti agyi károsodás - esetén
a műretina beültetésével nem lehetne segíteni a látásromláson.

A retinális implantátum kifejlesztésének elméleti hátterében a látás normális folyamatának szimulálása, a betegség miatt kieső elemek pótlása áll. Egészséges
szemben a beeső fény a retina fényérzékeny sejtjeiben idegi impulzussá alakul át. A retinális protézis a kieső fényérzékeny sejtek helyett felfogja a külvilág
fényingereit, elektromos impulzusokká alakítja azokat, majd továbbadja a betegségben nem érintett retinasejteknek, ahonnan aztán a látási inger a szokásos
útján haladhatna az agyig.

Két eltérő megközelítés létezik az implantátum kialakítása és a beültetés helye szerint: a retina alá, illetve a retina szem belseje felé eső felületére
elhelyezett eszközök.

Az első csoportba tartozó (ún. szubretinális) eszköz egyetlen, a szembe beültetett egységből áll, amely éppen a retina károsodott fényérzékelő sejtjeinek
a területén helyezkedik el. A beeső fény energiáját fotodiódák érzékelik pontról pontra, és itt helyben alakítják át elektromos energiává, amit közvetlenül
az épen maradt sejteket ingerlő mikroelektródáknak adnak át. Ennek a típusnak az az előnye, hogy együtt mozog a szemmel, ezért fejmozgásoktól független,
teljes képet ad. Nehézséget okoz viszont, hogy kizárólag a beeső fény energiája működteti, ezért elégtelen külső fényviszonyok esetén nem tud a látásérzet
kiváltásához elegendő méretű ingerlő impulzusokat létrehozni. További hátránya, hogy csak a beültetés előtt, egyszer állíthatók be a működési paraméterek.

A másik elképzelés (az ún. epiretinális eszköz) esetén az implantátum belső egysége a retina belső felszínére kerül, ezt azonban a testen kívüli, külső
egységek egészítik ki. A környezet vizuális jeleit egy szemüvegkeretbe épített kamera érzékeli, majd egy zsebben hordható jelfeldolgozó számítógépes egységnek
továbbítja azt. Utóbbi alakítja ki az elektromos ingerlés mintázatát, amelyet rádióhullámokkal vagy lézeres kommunikációval továbbít a szembe épített érzékelő
egységnek, ahonnan végül a retinát stimuláló elektródákhoz kerül az információ. Ennek a módszernek nagy előnye a szubretinális megoldással szemben, hogy
a jelfeldolgozó egység a testen kívül található, ezért működési paraméterei rugalmasan alakíthatók, egyénre szabhatók a minél jobb látásérzet kialakítása
érdekében. Hátránya a külső kamera, amelynél a tekintés irányát csak a fejmozgásokkal lehet változtatni, ezek viszont befolyásolják az egyensúlyt és a
látóteret.

Bár világszerte legalább húsz kutatócsoport dolgozik a műretina kifejlesztésén, egyelőre még mind csak kísérleti stádiumban tart, hiszen egy a gyakorlati
gyógyításban alkalmazható implantátumnak számos nagyon magas elvárásnak kell megfelelnie: anyaga ne károsítsa a szervezetet (biokompatibilitás), hosszú
távon önmaga se károsodjon az élő emberi szervezet adta környezetben, a lehető legkisebb elektromos ingerlést alkalmazza a retinán, sebészileg legyen könnyen
beültethető és adjon megfelelő felbontású képet.

A németországi Tübingen-i Egyetem kutatói Prof. Zrenner vezetésével szintén a retina alá ültethető eszköz kifejlesztésén dolgoznak. Megoldásuk speciális
eleme egy a fül mögött a bőr alá ültetett külső áramforrás, amely vékony drótokon keresztül az implantátum jelerősítőit működteti az optimális méretű stimuláló
impulzusok létrehozása érdekében. Az első humán kipróbálás során 2005-ben beültették a protézist hét ember szemébe, akik közül hárman a tesztelés egy hónapja
alatt javuló látásérzetről számoltak be. Az eszköz drót nélküli változatának engedélyezése már
folyamatban van.

Szintén Németországban, Bonnban van a központja egy a retina belső felszínére ültethető eszköz kialakításán dolgozó munkacsoportnak. R. Eckmiller, a kutatás
vezetője szerint elgondolásuk azért különösen ígéretes, mert adaptív, "intelligens" jelfeldolgozó rendszerrel működik. A szembe ültetett egység és a testen
kívüli jelfeldolgozó rész között ugyanis kétirányú kommunikáció zajlik: nemcsak a kinti egység vezérli a bentit, hanem a beteg látási észlelése vissza
is csatolódik a jelfeldolgozóhoz, hogy a beállítási paraméterek finomhangolásával egyre optimálisabb látásérzetet lehessen kialakítani. Az emberi tesztelés
még korai stádiumban van: 2004-ben húsz RP-s betegbe ültették be néhány órára az eszközt.

Az Egyesült Államokban több munkacsoport is foglalkozik az epiretinális implantátum kifejlesztésével. A Stanford Egyetemen Prof. Fishman munkacsoportja
több tekintetben is jelentős újításokat tervez: a retina sejtjeit az elektródákhoz akarják növeszteni/vándoroltatni, fém helyett grafitrétegekből felépülő
szén-nanocsöveket használnának, és az elektromos ingerlés helyett a kémiai ingerátadás mesterséges létrehozásával is próbálkoznak.

Dr. Heksch Katalin

Forrás: Origo.hu