Надежда на бионический глаз: лазеры и золото
Исследователи из Технологического университета Суинберна разрабатывают новый подход к восстановлению зрения с помощью «бионического глаза».
Основное внимание уделяется лазерной стимуляции зрительных нервов для создания зрительного протеза — возможно, крошечного лазерного устройства, встроенного в очки, по аналогии с кохлеарным имплантом для слуха.
Группы прикладной оптики и биомедицинской инженерии Суинберна ищут финансирование для продолжения исследований с использованием золотых наночастиц для усиления лазерного света.
Микроскопические наночастицы, закрепленные на зрительных нервах и настроенные на разные длины волн лазерного света, могут стать ключом к восстановлению зрения у людей, потерявших его из-за дегенеративных заболеваний глаз.
Исследователи ищут бесконтактный метод стимуляции нервов, изучая использование лазерного света вместо традиционных методов прямой электрической стимуляции.
С помощью лазера очень низкой интенсивности они пытаются создать необходимое количество тепла, чтобы вызвать реакцию нервных клеток, не повреждая их.
По словам исследователя, аспирантки Кьяры Павиоло, новая концепция исследует потенциал света для более точной стимуляции нервных клеток, чем электроды.
«Электродам нужен электрический ток, и, следовательно, они стимулируют группу нервов. Свет же позволяет нам нацеливаться на отдельные нервы, что должно означать более точную передачу оптических сигналов — это важный результат, если информация, доставляемая в мозг через протез, должна иметь полезное значение с точки зрения форм, цветов, размеров. Вам не нужен просто оптический "шум"», — сказала Павиоло.
Первоначальная цель — успешно прикрепить наночастицы к нерву, а затем добиться реакции на тепло от света.
Золотые наночастицы используются потому, что золото инертно, биосовместимо и обладает плазмонными (светочувствительными) свойствами. Их также можно изготовить так, чтобы они реагировали на разные длины волн, что делает интерфейс управляемым.
«Одна из задач — разработать термически стабильные наночастицы, — говорит профессор биоинтерфейсной инженерии Салли МакАртур. — С одной стороны, тепло необходимо, но его также необходимо ограничивать, чтобы избежать повреждения клеток. Лазерное тепло давно используется в медицине для целенаправленного уничтожения ткани, но в данном случае мы стремимся к противоположному результату».
Для измерения и контроля тепла команда Суинберна создает молекулярный тепловой датчик, чтобы измерить количество производимого тепла и понять, как им управлять.
Конечная цель технологии — создать протез, который, в первую очередь, восстановит зрение людям, потерявшим его из-за пигментного ретинита или макулодистрофии.
«При этих заболеваниях нерв все еще жив, что делает его сильным кандидатом для протезирования», — отметила Павиоло.
По ее словам, международный интерес к проекту Суинберна уже растет, поскольку концепция использования световой стимуляции в сочетании с нанотехнологиями является новой.