Techneuten bouwen implantaat voor blinden

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology hebben een prototype voor een implantaat ontwikkeld dat blinde mensen een deel van hun gezichtsvermogen kan teruggeven. De oogzenuw dient daarbij intact te zijn.

Het implantaat stimuleert de oogzenuwen door elektrische signalen aan de oogzenuw door te geven. De elektronische stimulatie werkt door middel van een bril waarop een videocamera is gemonteerd. De beelden worden draadloos naar een kleine chip gestuurd die op de oogbol is bevestigd en de signaalverwerking voor zijn rekening neemt. De signalen worden vervolgens naar elektroden gestuurd die de zenuwcellen onder de retina stimuleren. Daarbij worden de signalen over het netvlies verdeeld zodat met het beeld corresponderende delen van het netvlies gestimuleerd worden: het beeld wordt dus op het netvlies 'gemapped'.

Om met de camerabril iets te kunnen zien, dienen patienten een intact netvlies en dito oogzenuw te hebben. Daarom kunnen alleen mensen die door bijvoorbeeld retinitis pigmentosa of maculadegeneratie blind geworden zijn met de techniek geholpen worden. De implantatietechniek van de groep onderzoekers van het MIT en andere onderzoeksinstanties maakt gebruik van minder ingrijpende operaties dan eerdere, vergelijkbare implantaten. De elektrodes van het MIT-prototype worden bijvoorbeeld onder het netvlies in plaats van erop aangebracht, wat ook het risico op beschadiging vermindert.

De signaalverwerkingschip, die in een titanium verpakking gevat is, wordt via inductiespoelen van energie voorzien. Het systeem verkeert nog in het prototype-stadium: de implantaten werden vooralsnog alleen op varkens getest. Wanneer proeven met mensen beginnen, zullen ook de signaalverwerkingsalgoritmes fijn afgesteld kunnen worden op basis van feedback door menselijke proefpersonen.

Reacties (103)

Samen met die bolvormige camera kan dit misschien wel een flinke doorbraak worden.
Hoewel het wel lastig wordt om die zenuwen en netvlies intact te houden als je plaats moet maken voor een camera in je oogkas.

Kan je die bril eigenlijk ook nog af zetten?

Wat is eigenlijk de framerate van die camera's?
Denk dat je @15fps na een poos echt wel hoofdpijn krijgt.

[Reactie gewijzigd door Amanoo op 26 september 2009 09:46]

Lijkt me wel, een excollega die had een gat in ze hoofd en kon daar een aparaat op klikken omdat die hardhorend was... Die geeft de signalen ook op 1 of andere manier door (niet eens bij ze oor), en kan hem ook gewoon afklikken

Dat ding was dan een cochleair implantaat (CI) of een bone anchored hearing aid (BAHA), of, maar die kans is maar heeeeel erg klein, een auditory brainstem implant (ABI). Zo'n CI stimuleert de gehoorszenuw direct, waardoor de cochlea e.d. niet meer gebruikt worden, en geeft zo de informatie door aan het brein. Zo'n BAHA zit daar weer een trapje voor, als je cochlea wel goed werkt, maar de gehoorsbeentjes de geluidstrilling niet meer eraan doorgeven geeft zo'n BAHA de info door aan de cochlea door deze te laten trillen. Een ABI gaat nog een stap verder, en geleidt de informatie direct naar de "gehoorskern" in de hersenstam. Dat is echter een beduidend moeilijker techniek, de ingreep is een stuk complexer.

De bovenstaande techniek heeft wel wat weg van de werking van zo'n CI, je overbrugt precies het deel waar de informatie eigenlijk omgezet werd naar pulsen (cochlea in het ene geval, retina in het andere geval) en stimuleert de zenuwen zelf. Ik denk wel dat de versie voor het oog wat complexer zal zijn, omdat je je voor kunt stellen dat in het oog de prikkels over een bepaald oppervlak gegeven moeten worden (alle info op één plaats laten binnenkomen geeft natuurlijk geen spatiële resolutie), je moet dus op het niveau van de kleine zenuwtjes gaan zitten, voordat ze een grotere bundel gaan vormen (de echte oogzenuw), en je zult dus een vrij fijn verspreid netwerk van elektrodes moeten maken.

Maar alles bij elkaar wel een mooie techniek, die zeker de potentie heeft de klachten van een hoop mensen te verlichten. Enige hoop voor mensen die tot nu te horen moesten krijgen dat ze langzaam maar zeker blind zouden worden.

Hoewel het wel lastig wordt om die zenuwen en netvlies intact te houden als je plaats moet maken voor een camera in je oogkas.

Nou nee, juist niet. De opbouw van het menselijke oog is namelijk als volgt (van voren naar achter gezien, zoals dus de manier waarop het licht invalt):

- Hoornvlies
- Pupil
- Lens
- Glasachtig 'oogbol' (feitelijk een hoop vloeistof om de boel op te vullen)
- Netvlies
- Oogzenuw

Als je dus een camera in wilt bouwen, blijf je vóór de oogzenuw en het netvlies, dus zo heel erg riskant lijkt me dat niet.

Het enige wat ik raar vind aan de hierboven beschreven methode is dat ze de chip onder het netvlies willen plaatsen. Hierdoor moet je dus eerst dóór deze laag heen. De claims van 'minder ingrijpend' of 'minder kans op beschadiging' begrijp ik dan ook niet helemaal, want per slot van rekening ben je dus nog altijd in het oog aan het wroeten (vereist operatie, kan niet poliklinisch en dus sowieso ingrijpend) en is de kans op beschadiging weliswaar marginaal kleiner, maar desondanks nog wel aanwezig.

Het feit dat ze dit voorlopig op varkens hebben getest en nog niet op mensen geeft al aan dat ze dus bizar weinig data hebben en een vergelijking met bestaande technieken, die al op duizenden mensen is uitgevoerd met zéér uitgebreide controles en onderzoeken, is dan ook een beetje krom en op zijn minst bijzonder voorbarig en optimistisch.

"Het enige wat ik raar vind aan de hierboven beschreven methode is dat ze de chip onder het netvlies willen plaatsen. Hierdoor moet je dus eerst dóór deze laag heen."

Je zult wel moeten. De zenuwen die gestimuleerd moeten worden zitten namelijk onder de retina. Als je de retina kon stimuleren, zodat deze de impulsen zouden doorgeven zou je het hele implantaat helemaal niet nodig hebben, dan zouden mensen namelijk een functionele retina hebben... En daar ligt hem nu net het probleem bij o.a. retinitis pigmentosa.

Ik vraag me ook af of je het oog niet gemakkelijk beschadigt met zoiets.

Volgens mij kun je 'm wel afzetten, aangezien de communicatie draadloos gaat

Ik denk niet dat je last zult hebben van een framerate, 't zal niet gaan flikkeren want 't is niet echt een beeldbuis. Alles zal er hooguit een beetje schokkerig uitzien, maar ja, dat is altijd nog veel beter dan blind zijn.

Ik vraag me ook af of je het oog niet gemakkelijk beschadigt met zoiets.

Dat risico zal er natuurlijk zijn, maar als je blind bent heb je doorgaans toch niet bijzonder veel aan je ogen. Zelf zou ik dat een risico vinden dat ik wel zou nemen als ik daarmee weer iets zou zien.

De ogen zijn wel belangrijk. Het netvlies moet immers intact zijn...

dat risico is er nu juist niet - (overdreven) - vergeet niet dat het oog extreem veerkrachtig is ,, een waterballon is ook heel moeelijk met je nagels te slopen - als je ze er zachtjes oplegt en dan pas gaat duwen - wordt het flink lastig... - zo ook in het oog, - de grooste dreigingen voor het knappen van laagjes (en dus permanente beschadigingen - is er gewoon niet... natuurlijk is er dan nog steeds een risico (bijv buitenproportionele druk (diepzeeduiken - maar dat mocht ook nu al niet met bijv kunstof lensjes en dergelijken)

zo'n projector lens is dus zeker wel een uitkomst omdat deze (in tegenstelling tog geslepen lensen geen last hoeft te hebben van vermeltende pixels (lichthinder).

en idd, - het zou dan ook mogelijk moeten zijn om gebruik te maken van de cams in je auto, of nightvision...

Dat risico zal er natuurlijk zijn, maar als je blind bent heb je doorgaans toch niet bijzonder veel aan je ogen.

Ik snap wat je bedoelt, maar van de andere kant, de ontwikkelingen gaan erg snel. Na deze ingreep (zeker als het fout gaat) zit het er dik in dat je de volgende generatie implantaat niet meer kunt gebruiken. Lijkt me een vreselijke afweging om te moeten maken...

of je nu een blind oog beschadigd of niet? maakt dit zoveel uit?

Als ik blind was, zou ik het risico wel nemen :); daarbij voor deze techniek heb je toch maar 1 oog nodig? dus als het de eerste maal mislukt kan je toch nog eens proberen, niet?

Hoewel het wel lastig wordt om die zenuwen en netvlies intact te houden als je plaats moet maken voor een camera in je oogkas.

De camera zit in de bril, niet in de oogkas

Ik doelde op iets wat ik eerder had gelezen over een bolvormige camera. Als je deze technieken zou kunnen combineren zou dat erg mooi zijn.

Maar er zit een chip in je oogkas

De beelden worden draadloos naar een kleine chip gestuurd die op de oogbol is bevestigd en de signaalverwerking voor zijn rekening neemt.

Volgens mij kan je deze bril dus wel afzetten

Klein stukje tekst niet gelezen

Hehe dan laat je stiekum je bril vallen op de grond terwijl de zuster naast je staat je bloeddruk te meten. Zo meneer een flinke bloeddruk steiging ineens *oeps*

straks kan je hem niet uitzetten als je wil slapen, zit je de hele nacht naar het plafond te staren (camera zit aan de buitenkant)

Volgens mij kan je gezonde ogen ook niet uizetten, wanneer je gaat slapen. Je doet je oogleden dicht. Pleistertje voor de CCD zou een aardige tweakeroplossing zijn.

Als de drager toch blind aan dat oog is, waarom zou je het aan de zijkant van de bril monteren i.p.v. in het verlengde van de iris. Lijkt me prettiger voor stereo visie...
(er vanuit gaande dat de drager ooit heeft kunnen zien natuurlijk)

Daar heb je wel een punt, als je vanuit twee punten ziet, en het ene punt ligt net naast je hoofd, wordt je dan niet duizelig als je snel je hoofd draait?

Dit word je sowieso.

Normaliter compenseren je hersenen hoofdbewegingen en zullen bij elke rotatie en beweging van het hoofd onbewust een tegengestelde beweging van je oogbollen veroorzaken, zodat je focuspunt op hetzelfde voorwerp kan blijven rusten zonder dat je daar actief over hoeft na te denken. Heel botweg komt dit neer op beeldstabilisatie, maar dit is een ongelooflijk complex proces waarbij niet alleen je hersenen maar ook je evenwichtsorgaan, enkele zenuwen en je oogspieren betrokken zijn.

Met een camera op je bril zal de 'verwachte' compensatie (van je oogspieren en dus je oogbol) bij een hoofdrotatie uitblijven en op zijn minst voor ongewenste effecten zoals duizelijkheid of hoofdpijn zorgen.

Maar ja, zoals hierboven beschreven: Nog altijd beter dan helemaal niks zien.
Vaak zullen de patienten aan beide ogen tegelijkertijd blind zijn en dan verwacht ik dat het kijken door twee van zulke cameras ongeveer gelijk zal zijn als het continue kijken door een verrekijker: vervelend, omdat je je hele hoofd moet draaien als je naar iets in je ooghoeken wilt kijken.

Het lichaam went er tot op zekere hoogte wel aan. De hersenen merken een probleem op en passen daarop de "programmatuur" aan om dit te beperken.

Hoe komt hinken denk je? Je lichaam merkt een pijnprikkel op, en zoekt de manier van bewegen die het minste pijn geeft. Dit gebeurt ook bij mensen met bijvoorbeeld een nekhernia, die pijn naar hun arm krijgen bij het draaien van hun hoofd naar een bepaalde kant, op een gegeven moment draaien de hun bovenlichaam in plaats van hun hoofd. Dit gebeurt ten dele bewust, maar een heel groot deel ervan wordt automatisme.

Er zijn meerdere experimenten gedaan, waarbijmensen bijvoorbeeld een dril op kregen die alles ondersteboven weergaf, toch zagen ze al na enkele uren weer "recht" en konden gewoon rondlopen, dingen grijpen etc. Dit komt omdat het beeld gewoon anderes verwerkt wordt in het brein. Het probleem zoals je het hierboven beschrijft zal dus waarschijnlijk opgelost worden door het brein, door bijvoorbeeld het andere oog in de neutrale stand te houden bij het bewegen van het hoofd.

Onderschat het brein nooit

edit: typo

[Reactie gewijzigd door Masterlans op 26 september 2009 14:07]

Deze technieken zijn natuurlijk ook uitermate geschikt voor het leger met wat aanpassingen hier en daar, kan hierdoor een soldaat verder en beter zien. Met diverse infrarood implementaties waardoor bijvoorbeeld door stof en of rook gekeken kan worden en is eht ook misschien wel mogelijk om objecten op afstand van dichtbij te bekijken. Ik zie zelf erg veel potentieel in dit stukje techniek. Weliswaar klinkt dit erg futuristisch maar het is heel goed mogelijk.

[Reactie gewijzigd door Fjerpje op 26 september 2009 12:19]

Of andere informatie toevoegen. Zoals een HUD. Of een overlay van reeds (realtime) bewerkte beelden. Dat kunnen ook bv radar of sonar beelden zijn.
Edit: (ik lees net dat dat Augmented Reality heet. Meer mooie voorbeelden staan hier. )
Het spannende van dergelijke toevoegingen is natuurlijk dat je er erg afhankelijk van gaat worden en er een gevaar bestaat dat je misleid kan wordt door valse informatie.
Al kan je natuurlijk ook misleid worden wanneer je alleen je twee ogen gebruikt.

[Reactie gewijzigd door engibenchi op 26 september 2009 14:51]

opzich ontzettend interresant natuurlijk, augmented reality.... maar dat houdt in dat een soldaat een operatie moet ondergaan op een gezond oog wanneer het erin geplaatst wordt en weer als hij uit dienst gaat.... nog het risco van diefstal na dood ...

Op Discovery Channel was laatst ook een documentaire over een implantaat voor het oog. Daar werd een fotocel als ik het goed heb onthouden in de iris gedaan en zo kon de persoon weer wat zien. De kosten waren wel ontzettend hoog daarvan, ergens richting de miljoen dollar.
Wel een erg mooie ontwikkeling dit trouwens, ideaal voor de mensen die door ziekte bijvoorbeeld niks meer kunnen zien. Nog even en we kunnen TomTom op ons oog krijgen

Ik zal eerlijk zijn. Ik ben niet bereid om 1 miljoen via de zorgpolis te betalen om 1 persoon weer te kunnen laten zien! Er moeten grenzen zijn. en zo word de zorg gewoon ECHT onbetaalbaar.
Als ik zelf blind zou zijn, zou ik er zelf ook geen miljoen voor over hebben hoor. (of ik moet NOG een miljoen hebben, nog ergens.

Aan de andere kant.. er zullen veel kosten bijzitten voor de research, en de kosten zullen flink kunnen dalen. Kijk, als het straks voor een ton kan, hoor je mij niet meer klagen!

Als ik zelf blind zou zijn, zou ik er zelf ook geen miljoen voor over hebben hoor. (of ik moet NOG een miljoen hebben, nog ergens.

Ik zou zeggen, plak je ogen eens af, en probeer zo eens een week te leven. Probeer je dan voor te stellen dat als je blind zou zijn dit voor de rest van je leven zou zijn. En dan kan je misschien oordelen of je er niet al je geld voor over zou hebben om terug te zien.

Daarbij, dat miljoen dollar is echt voor een prototype-test-exemplaar. Dat is altijd enorm duur. Meer onderzoek, en dan semi-massa-productie, en dat bedrag zal al serieus naar beneden gaan.

Ik denk dat je het ook wel iets breder mag bekijken. Als met zo'n implantaat iemand van bijvoorbeeld 30 jaar oud weer volledig kan functioneren, betekent dit:
- dat hij mogelijk de komende 35-40 jaar niet afhankelijk is van een uitkering (die wij allemaal betalen)
- dat hij de komende 35-40 gewoon kan werken / consumeren en zo dus door belastingen de komende tientallen jaren een consistente stroom geld in de staatskas brengt
- dat hij bijvoorbeeld niet in een chronische depressie terecht komt, waarvoor hij jaarlijks voor duizenden euro's aan medicijnen / therapie nodig heeft (die we ook allemaal betalen)

Op de lange termijn kan een dergelijke investering zich dus wel degelijk terugverdienen, hoewel je die miljoen misschien niet zult halen (hoewel, als hij een bankdirecteur met een fikse bonus wordt... ). Maar leg jij de grens maar, mag hij wel als er 10k onder de streep overblijft, of 100k, of toch 200k?

Een miljoen is wel moeilijker te besteden wanneer je blind bent. Ik weet nog zo niet of je er geen miljoen voor over hebt. Zeker niet wanneer je niet blind bent geboren.

wel een mooie techniek.

Wat ik me nu afvraag is of ze op het externe gedeelte (de bril met camera) een VGA/DVI/HDMI input kunnen maken zodat je film kan kijken zonder beeldscherm

Dan spreken we pas echt van Super Eye-vision.
Geen geklooi meer met TV's, dichtbij of verweg gaan zitten, gewoon SD-kaartje in je bril en kijken maar

Ik vraag me af, kun je op deze manier feitelijk 'real time' een film laten zien?

Hiermee bedoel ik, bv een dokter zijn oog impulsen "opgenemen", en hierna deze afspelen bij een andere persoon.

Zou je op deze manier bv verschillende technieken van operaties 'real time' kunnen meemaken..
Dit lijkt me redelijk interessant als dit zou gaan.


hoewel het hier precies totaal niet aan gedacht is / wordt.. lijkt me dat wel een goede toepassing.

[Reactie gewijzigd door Icekiller2k6 op 26 september 2009 17:45]

Het artikel spreekt over een CCD-camera. Die signalen kan je inderdaad opnemen en naar believen afspelen, maar ik denk niet dat ik er een chip voor achter mijn netvlies laat plaatsen. Voor zienden zijn er minder riskante oplossingen.

Ik denk dat, zoals al vaker is aangegeven, de toekomst hem niet zal zitten in het daadwerkelijk vervangen van weefsel door mechanische/technische onderdelen. Er zal meer mogelijk worden op het gebied van het repareren van de structuren die beschadigd zijn. Dit zal lijkt mij minder 'risico' met zich meebrengen dan bijvoorbeeld het inbrengen van implantaten.
Overigens is het concept hierboven een leuke vooruitgang en een handig tijdelijk alternatief voor mensen met (gedeeltelijke) blindheid. Erg veel hoop is er met dit concept niet, voor mensen die permanente beschadigingen hebben aan hun oogzenuwen die van het oog naar de visuele hersenkwab (occipitale kwab) loopt. Of een aandoening hebben aan het gehele gezichtsschors.
Nanotechnologie heeft het nog steeds hoog zitten bij mij. :-)

Ik denk dat het strand op het optimaal gebruiken van beiden (bv sensor op je netvlies leggen om je oog nog steeds te gebruiken)
of waarschijnlijker door verbeterd weefsel aan te brengen (zodat je ook tv kan kijken, direct in je brein bv. of je netvlies vervangen door een beter (ook organisch) variantje)

wordt nog redelijk bioshock op die manier (referentie naar het spel Bioshock waarbij extreem handigen/sterken gen modificaties de hoofdrol spelen)

super ontwikkeling , ik vraag me alleen af in hoeveel gevallen van blind zijn het netvlies nog intact is.

[Reactie gewijzigd door pieter vs op 26 september 2009 09:46]

De ontwikkelingen op dit gebied van implantaten gaan snel. De transplantatie van een tand in het oog om het gezichtsveld terug te krijgen is ook opmerkelijk:
http://abcnews.go.com/Hea...nted-eye/story?id=8595589
http://www.dailymail.co.u...-TOOTH-implanted-eye.html

Het maakt op zich niet zoveel uit hoever je ogen uit mekaar staan. Het is puur voor 3d beeld zeg maar. Met 1 oog kun je gewoon kijken. Daar wen je wel aan.
Ik kan me iets herinneren van een onderzoek waarin mensen een bril kregen die het beeld 180 graden draaide. Na een paar dagen zagen die mensen het beeld gewoon rechtop. Dus toen ze die bril afzetten, zagen ze alles weer op de kop. Dus het is gewoon een kwestie van wennen en je hersenen die iets anders moeten interpreteren.