PRIMA: Το εμφύτευμα που χαρίζει ξανά όραση σε ασθενείς με εκφύλιση ωχράς κηλίδας

Ένα μικροσκοπικό, ασύρματο εμφύτευμα ματιού και ένα ζευγάρι προηγμένα γυαλιά επαναφέρουν την όραση σε ανθρώπους που την είχαν χάσει λόγω εκφύλισης ωχράς κηλίδας. Στην πρώτη μεγάλης κλίμακας κλινική δοκιμή του είδους της, με επικεφαλής ερευνητές από το Stanford Medicine, 27 από τους 32 συμμετέχοντες ανέκτησαν τη δυνατότητα να διαβάζουν μέσα σε έναν χρόνο από την εμφύτευση της συσκευής.

Η τεχνολογία αυτή, με την ονομασία PRIMA, δημοσιεύθηκε στις 20 Οκτωβρίου στο New England Journal of Medicine και αποτελεί το πρώτο προσθετικό ματιού που αποκαθιστά λειτουργική όραση σε ασθενείς με ανίατη απώλεια όρασης. Όχι απλώς αντίληψη φωτός, αλλά ικανότητα αναγνώρισης σχημάτων και μορφών, κάτι που μέχρι σήμερα καμία άλλη συσκευή δεν είχε καταφέρει.

Το PRIMA αποτελείται από δύο βασικά τμήματα: μια μικροσκοπική κάμερα τοποθετημένη σε γυαλιά, που καταγράφει εικόνες και τις προβάλλει μέσω υπέρυθρου φωτός σε ένα ασύρματο chip εμφυτευμένο στον αμφιβληστροειδή. Το chip μετατρέπει αυτές τις εικόνες σε ηλεκτρικά σήματα, υποκαθιστώντας τους φυσικούς φωτοϋποδοχείς που έχουν καταστραφεί. Με αυτόν τον τρόπο, αναλαμβάνει ουσιαστικά τον ρόλο των κυττάρων που μετατρέπουν το φως σε σήματα προς τον εγκέφαλο.

Η τεχνολογία αυτή είναι αποτέλεσμα δύο δεκαετιών ερευνών, δοκιμών και πρωτοτύπων. Ο Daniel Palanker, καθηγητής οφθαλμολογίας στο Stanford και συν-επικεφαλής της μελέτης, φαντάστηκε τη βασική ιδέα πίσω από το PRIMA πριν από περίπου 20 χρόνια, όταν εργαζόταν με laser για τη θεραπεία οφθαλμικών παθήσεων. «Τότε συνειδητοποίησα ότι, αφού το μάτι είναι διαφανές, μπορούμε να μεταφέρουμε πληροφορίες απευθείας μέσω φωτός», εξηγεί.

Πώς λειτουργεί το PRIMA

Οι συμμετέχοντες στη δοκιμή είχαν προχωρημένο στάδιο εκφύλισης ωχράς κηλίδας, που καταστρέφει σταδιακά την κεντρική όραση. Η ασθένεια αυτή επηρεάζει περισσότερους από 5 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως και είναι η κυριότερη αιτία μη αναστρέψιμης τύφλωσης στους ηλικιωμένους.

Το chip του PRIMA, μεγέθους μόλις 2x2 χιλιοστών, τοποθετείται στην περιοχή του αμφιβληστροειδούς όπου έχουν χαθεί οι φωτοϋποδοχείς. Αντί να ανταποκρίνεται στο ορατό φως, όπως τα φυσικά κύτταρα του ματιού, «βλέπει» μέσω υπέρυθρης ακτινοβολίας που προβάλλεται από τα γυαλιά. Αυτό επιτρέπει στο σύστημα να λειτουργεί χωρίς να παρεμβαίνει στην εναπομείνασα περιφερειακή όραση.

Η σχεδίαση του PRIMA επιτρέπει στους χρήστες να συνδυάζουν την τεχνητή κεντρική όραση με τη φυσική περιφερειακή τους, βελτιώνοντας τον προσανατολισμό και την πλοήγηση. Επιπλέον, επειδή το chip είναι φωτοβολταϊκό, λειτουργεί αποκλειστικά με φως και δεν χρειάζεται καλώδια ή εξωτερική τροφοδοσία, κάτι που το καθιστά εντελώς ασύρματο και ασφαλές για μακροχρόνια χρήση.

Η δοκιμή περιέλαβε 38 άτομα άνω των 60 ετών με όραση χειρότερη από 20/320 σε τουλάχιστον ένα μάτι. Περίπου έναν μήνα μετά την εμφύτευση, οι συμμετέχοντες άρχισαν να χρησιμοποιούν τα γυαλιά. Αν και κάποιοι αναγνώριζαν σχήματα σχεδόν αμέσως, οι περισσότεροι χρειάστηκαν μερικούς μήνες εκπαίδευσης για να φτάσουν στο μέγιστο αποτέλεσμα, κάτι παρόμοιο με τη διαδικασία εκμάθησης που απαιτείται στα κοχλιακά εμφυτεύματα για την αποκατάσταση της ακοής.

Έπειτα από έναν χρόνο, οι 27 από τους 32 ασθενείς που ολοκλήρωσαν τη μελέτη μπορούσαν να διαβάζουν. Οι 26 παρουσίασαν μετρήσιμη βελτίωση στην οπτική τους οξύτητα, κερδίζοντας τουλάχιστον δύο γραμμές στο τυπικό οφθαλμολογικό τεστ. Κατά μέσο όρο, η όραση βελτιώθηκε κατά πέντε γραμμές, ενώ ένας ασθενής ανέβηκε δώδεκα.

Οι συμμετέχοντες χρησιμοποίησαν τη συσκευή στην καθημερινότητά τους για να διαβάζουν βιβλία, ετικέτες τροφίμων και πινακίδες του μετρό. Μέσω των γυαλιών μπορούσαν να αυξάνουν το κοντράστ και τη φωτεινότητα ή να κάνουν μεγέθυνση έως και 12 φορές. Δύο στους τρεις δήλωσαν μέτρια έως υψηλή ικανοποίηση από τη συσκευή.

Παρά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα, υπήρξαν και ήπιες παρενέργειες σε 19 συμμετέχοντες, όπως αυξημένη ενδοφθάλμια πίεση ή μικρές αιμορραγίες στον αμφιβληστροειδή. Όλα τα περιστατικά αντιμετωπίστηκαν χωρίς σοβαρές επιπλοκές.

Το μέλλον της τεχνητής όρασης

Προς το παρόν, το PRIMA παρέχει ασπρόμαυρη όραση χωρίς ενδιάμεσες αποχρώσεις, αλλά η ομάδα του Palanker εργάζεται ήδη σε λογισμικό που θα επιτρέπει απεικόνιση σε πλήρη γκρι κλίμακα.

Η ανάγνωση είναι η νούμερο ένα προτεραιότητα για τους ασθενείς, αλλά αμέσως μετά έρχεται η αναγνώριση προσώπων και αυτό απαιτεί γκρι τόνους.

Παράλληλα, σχεδιάζονται νεότερες εκδόσεις του chip με υψηλότερη ανάλυση. Η τρέχουσα διαθέτει 378 pixels, καθένα με πλάτος 100 μικρόμετρα. Η επόμενη γενιά, που έχει ήδη δοκιμαστεί σε ζώα, θα περιλαμβάνει pixels μόλις 20 μικρομέτρων, φτάνοντας τα 10.000 ανά chip. Ένα τέτοιο σύστημα θα μπορούσε να προσφέρει όραση επιπέδου 20/80, ενώ με ψηφιακό zoom να προσεγγίσει ακόμη και το 20/20.

Για τον Palanker, το PRIMA είναι μόνο η αρχή. Το επόμενο βήμα είναι να δοκιμαστεί σε άλλες μορφές τύφλωσης που προκαλούνται από απώλεια φωτοϋποδοχέων. 

[source]