Група австралийски учени от Университета на Нов Южен Уелс (UNSW) в Сидни проучва възможността за имплантиране на миниатюрни слънчеви панели в очните ябълки на хората, което може да революционизира лечението на нелечими очни заболявания.
Невропротезирането – за устройства, които възстановяват загубената функционалност чрез взаимодействие с нервната система – предлага обещаващи пътища за подобряване на качеството на живот. Концепцията прави паралели с добре познатия кохлеарен имплант, който преобразува звука в електрически сигнали, за да стимулира слуховия нерв при хора с тежка загуба на слуха.
Изследователи от различни области, включително инженери, невролози, клиницисти и биотехнолози, планират да използват тази технология за решаване на проблеми със зрението, причинени от увреждане на фоторецепторите, клетките, отговорни за разпознаването на светлината и цвета.
Д-р Удо Ромер, специалист по фотоволтаици или технология на слънчеви панели, ръководи изследването в UNSW. Хората със заболявания като пигментна дегенерация на ретината и свързана с възрастта дегенерация на макулата изпитват постепенна загуба на зрение, тъй като техните фоторецептори се влошават. Romer предлага нов подход, който заобикаля повредените фоторецептори, като използва слънчева технология за преобразуване на светлината, влизаща в окото, в електричество, което улеснява предаването на визуална информация към мозъка.
Традиционните методи, използващи импланти, базирани на електроди, изискват сложни процедури с въвеждане на проводници в окото. За разлика от това, концепцията на Romer включва закрепване на миниатюрен слънчев панел към очната ябълка, елиминирайки необходимостта от обемисти жици. Това самостоятелно захранвано преносимо решение има за цел да преобразува светлината директно в електрически импулси, които мозъкът интерпретира като визуални стимули.
Докато предишни изследвания са изследвали интегрирането на слънчеви клетки за възстановяване на зрението, Romer се фокусира върху полупроводникови материали като галиев арсенид и галиев индиев фосфид.
Тези материали предлагат по-голяма гъвкавост при настройка на свойствата в сравнение с конвенционалните базирани на силиций устройства. Romer подчертава, че са необходими по-високи напрежения за стимулиране на невроните, което изисква комбиниране на няколко слънчеви клетки. Настоящите изследвания са в етап на доказване на концепцията и първите експерименти демонстрират успешното поставяне на две слънчеви клетки върху голяма повърхност в лабораторията.
Следващата стъпка включва миниатюризиране на тези клетки до пиксели, подходящи за възстановяване на зрението, последвано от интегриране на допълнителни слънчеви клетки за увеличаване на изходното напрежение. Romer прогнозира, че бъдещите итерации на технологията ще бъдат с размер около 2 mm², с размер на пиксела от около 50 микрометра. Въпреки това остават значителни пречки пред клиничното прилагане, включително обширни лабораторни тестове и тестове върху животни.
В допълнение, проблемите, свързани с интензитета на слънчевата светлина, изискват допълнителни устройства като очила или смарт очила за усилване на слънчевите сигнали за надеждно стимулиране на невроните.
Въпреки че перспективата за възстановяване на слънчевото зрение предлага надежда за хората с дегенеративни очни заболявания, нейното практическо прилагане очаква по-нататъшно развитие и внимателна оценка. „Трябва да се отбележи, че дори с ефективността на слънчевите клетки, слънчевата светлина може да не е достатъчно силна, за да работи с тези слънчеви клетки, имплантирани в ретината“, каза Ромер в изявление. „Хората може да се наложи да носят някакъв вид очила или интелигентни очила, които работят в тандем със слънчеви клетки, способни да усилват слънчевия сигнал до необходимата интензивност, необходима за надеждно стимулиране на невроните в окото“, добави той.
Прочетете също: