Oog-implantaat moet zicht bij blinden herstellen

Wetenschappers hebben een implantaat ontwikkeld dat het zicht bij sommige blinden kan herstellen. Het systeem werkt met sensoren die licht omzetten in een elektrische puls, die vervolgens door zenuwen naar de hersenen wordt geleid.

Met het systeem moeten mensen met een defect netvlies weer kunnen zien. In het netvlies bevinden zich lichtgevoelige cellen die de benodigde zenuwprikkels moeten leveren. Het door wetenschappers van de Stanford University ontwikkelde fotovoltaïsche systeem werkt met een implantaat dat deze lichtgevoelige cellen, zogeheten kegeltjes en staafjes, moet vervangen bij blinden. Lichtgevoelige cellen geven een elektrische puls die uiteindelijk zicht oplevert. Daarom werkt het implantaat bij blinden bij wie de verwerking van de elektrische puls nog wel functioneert.

Een nadeel van de lichtgevoelige sensoren in het implantaat is dat ze veel licht nodig hebben om een elektrische puls op te wekken die sterk genoeg is. Daarom hebben de wetenschappers een systeem bedacht met lasers. De geïmplanteerde sensoren in het oog worden beschenen met een laser die in een soort zonnebril is verwerkt. Hierdoor kan de benodigde lichtsterkte worden opgewekt, hoewel dit ook gepaard gaat met een lichte stijging van temperatuur.

Een externe camera op de bril registreert beeld, waarna de lasers worden aangestuurd. Deze leveren pulsen die zijn gebaseerd op wat de camera waarneemt. Dit wordt bewerkstelligd met een spiegelsysteem op basis van dlp-projectortechnologie die is ontwikkeld door Texas Instruments. Hierdoor simuleert het laser-systeem licht dat normaal gesproken op het netvlies zou vallen.

Het implantaat bestaat uit een samenstel van lichtgevoelige diodes, waarbij drie stuks gezamenlijk één pixel vormen. Daarbij bedraagt de pixelgrootte 70 of 140µm en behaalt het hele systeem een respectievelijk pixeldichtheid van 178 of 55 pixels per mm². Voor de experimenten werd een implantaat met een grootte van 0,8 bij 1,2mm gemaakt, maar er is ook een implantaat met afmetingen van 2 bij 2mm. Elk implantaat heeft een dikte van 30µm, wat voldoende is om binnengevallen licht te absorberen.

De wetenschappers gebruikten voor hun experimenten geïsoleerde retina's van ratten. Omdat het hier om in vitro-experimenten gaat, is het systeem nog niet daadwerkelijk geïmplanteerd. Wel bleek uit elektrofysiologische tests dat de lichtgevoelige sensors in zowel gezonde als zieke retina's prikkels kunnen opwekken.

Omdat er veel eisen worden gesteld aan veiligheid en effectiviteit, gaat het vermoedelijk nog jaren duren voordat de eerste test bij mensen kan plaatsvinden. Wel zijn vergelijkbare implantaten al bij mensen getest, maar het systeem van de Stanford University heeft als voordeel dat er geen externe voeding nodig is. De lichtsensoren krijgen voldoende energie aangeleverd door lichtstimulatie, waardoor accu's overbodig zijn. Ook biedt het systeem een aanzienlijk hogere pixeldichtheid.

Reacties (54)

[martin149]

Dit is best een mooi systeem. Als ik zie hoe weinig er eigenlijk van zichtbaar is bij de man op de foto. Ook mooi dat er geen extra accu's nodig zijn. Een systeem als dit zal goed gebruikbaar zijn als het helemaal voltooid is. Ga maar eens na hoeveel mensen hier baat bij hebben.

Ik vraag me alleen af: hoe implanteer je in een oog? Naar wat ik weet groeit een oog niet na de geboorte, dus zal deze waarschijnlijk niet herstellen vaneen operatie.

[Reactie gewijzigd door martin149 op 22 juli 2024 19:41]

[Banshee01]

Dit zal waarschijnlijk op de zelfde wijze gaan als het implanteren van lensjes.
Lensje wordt opgerold via een minuscule incisie in je oog voor je pupil gebracht, waar het zich uitrolt en met een soort weerhaakjes zich vastzet.

Dagelijkse kost voor oogspecialisten. Hoe ze de verbinding met je zenuwen maken weet ik ook niet. De lensjes die ze nu implanteren zijn passief.

[RielN]

Nou, in een andere docu was die verbinding met die zenuwen vrij simpel, tot mijn verbazing.

Die zenuweindjes zijn gevoelig voor elektrische prikkels, dus die hingen de achterkant van die lichtreceptortjes gewoon met hun elektrische pieletjes in die zenuwen. It worked! Lijkt zelfs plug and play voor een leek

[koelpasta]

Ik weet niet of het zo makkelijk gaat hoor.
Je lens zit voor op het oog, daar kun je direct bij door die incisie te maken.

Deze diode-array moet achter je retina terecht komen.
Die zit binnen tegen de achterkant van je oog geplakt en zit ook nog eens vast aan de oogzenuw die op 1 plek van het oog van binnen naar buiten gaat.
Ze zullen de retina deels moeten afpellen zonder de oogzenuw te beschadigen, eventueel kuiltje schrapen voor de array, de array plaatsen en de retina weer vastmaken.
Om dat allemaal te kunnen doen zullen ze waarschijnlijk je cornea en lens tijdelijk verwijderen en via de (volledig geopende) pupil met instrumenten naar binnen gaan.

Overigens worden er geen lensjes geimplanteert maar fotodiodes.
En ik snap niet helemaal wat je bedoelt met passief.
Volgens mij worden deze cellen gewoon gevoed door de laser die er op schijnt.
Die laser projecteert een (qua licht) versterkt beeld op het kunstmatige netvlies.
Licht is energie en dus kan je daar iets op laten werken.

De verbinding gebeurt volgens mij via een tussenlaag die al aanwezig is.
De echte retina polariseert die tussenlaag met de electrische lading die door het binnenvallende licht ontstaat.
Door die polarisatie stopt die tussenlaag met het produceren en verzenden van neurotransmitters naar je oogzenuw en dan denken je hersenen dat je iets ziet.
Het werkt in je oog dus ook andersom, geen licht levert veel signaal op in de oogzenuw en andersom.

Het grote verschil tussen een echte retina en de synthetische is dat de echte retina de spanning die door het licht ontstaat weet te versterken. Dat kan natuurlijk omdat de retina bestaat uit levende cellen die extern ook nog extra energie krijgen.
De synthetische retina krijgt al zn energie van het licht en dus moet het licht veel sterker zijn om genoeg spanning op te wekken om de tussenlaag te polariseren.
Vandaar dat het beeld eerst met een camera opgevangen wordt en vervolgens met meer vermogen door een laser op de prothese wordt geprojecteert.

...denk ik ..

[mrdemc]

Je kunt bij mensen met beginnende staar de lens van het oog verwijderen en deze vervangen door een scherpere en nieuwe lens in het oog zelf. Hierdoor zullen ze weer veel beter zien en wordt de lens die vervangen is automatisch aangepast aan de sterkte die deze persoon nodig heeft waardoor deze ook geen bril meer nodig heeft. Ze maken hierbij een kleine snede in het oog waarbij ze het inbrengen. Deze is zo smal/klein dat het gelijk weer dichtvalt als ze het losmaken en hecht. Het zal niet helemaal gesloten zijn, maar meer iets als een schuifraam die je dichtschuift en niet automatisch open schiet.

[psyBSD]

Je kunt bij mensen met beginnende staar de lens van het oog verwijderen en deze vervangen door een scherpere en nieuwe lens in het oog zelf. Hierdoor zullen ze weer veel beter zien en wordt de lens die vervangen is automatisch aangepast aan de sterkte die deze persoon nodig heeft waardoor deze ook geen bril meer nodig heeft.

Je kan zeker niet altijd een lens krijgen die de oogsterkte corrigeert. Bij grote verschillen tussen links en rechts kan er een grootte-verschil optreden in het beeld dat op het netvlies valt. Dit kan dan niet meer door de hersenen gecorrigeerd worden, en heb je dus een oog verkloot. (zo'n lens weer verwijderen is redelijk onmogelijk).

[ikt]

Waarschijnlijk kan er worden gefrot door ergens vanaf een minder zichtbare plek van het oog (ergens in het oogwit) waardoor er niet veel meer is te zien. Maar ik denk wel dat een oog herstelt, bij laseroperaties snijden ze het hoornvlies zodat ze bij de lens kunnen, als een oog niet meer groeit lijkt het mij redelijk onmogelijk om een laserbehandeling te krijgen, losse hoornvliezen lijken mij irritant.

[Ramoncito]

Dat is niet zo moeilijk: elk orgaan wat je hebt en is voorzien van bloedvaten kan herstellen, niet alles kan 'groeien' maar nagenoeg alles kan genezen. Oók een sneetje in je oog. De cellen die daar verantwoordelijk voor zijn heten stamcellen, die kunnen weer cellen maken die defecte cellen vervangen. Helaas heeft GW Bush in zijn oneindige wijsheid Amerika 8 jaar lang met stamcelonderzoek op hold gezet vanwege christelijke organisaties..

Na implantaten is er wellicht een mogelijkheid om (oog)zenuwen tzt terug te laten groeien.

[Origin64]

Zijn hier in Nederland ook zat relifundi's die dat niet zien zitten hoor.

[PhatFish]

Er is in ieder geval tot in een bepaalde mate sprake van genezing (uit eigen ervaring, bij een klap was de oogkamer kapot gegaan, is na korte tijd weer genezen), dus als de operatie niet al te veel schade aanricht, moet dit geen enkel probleem zijn.

Lijkt me wel lache als blinden er in de toekomst als Adam Jensen uit DE: Human Revolution bij gaan lopen Verder een superontwikkeling natuurlijk!

[Reactie gewijzigd door PhatFish op 22 juli 2024 19:41]

[Katsunami]

Dit is best een mooi systeem.

Ja. Het begint. Als iemand die twee oogproblemen heeft (-10 bijziendheid, die opgelost kan worden met een bril of contactlenzen) en een slecht ontwikkeld netvlies (wat ervoor zorgt dat ik maar 33% zichtvermogen rechts heb, en 7% links), kijk ik zeer uit naar de ontwikkeling van systemen zoals deze. Ik zie de "Visor" van Geordi LaForge wel ergens in 2050 arriveren in plaats van in 2350.

Misschien zal ik het (net) niet meer meemaken, maar binnen 50-60 jaar zal er zeker een systeem op de markt zijn dat een deel van de blinden een zichtvermogen kan geven waarmee ze een volledig normaal leven kunnen leiden. Wellicht is het aan het eind van de rit zelfs beter dan een echt oog.

Stel je voor, met behulp van je gedachten kunnen in- en uitzoomen, foto's maken, en filmen. Misschien kan men direct een USB 8-verbinding in de zijkant van je hoofd zetten zodat je het implantaat op de computer kunt aansluiten om de foto's eruit te halen.

Als we toch bezig zijn, kan wellicht direct een mobiele telefoon in je oor worden geïmplanteerd....

[Origin64]

Jij hebt zeker ook de nieuwe Deus Ex gespeeld?

[Verwijderd]

Gelijk een uplink erbij naar Facebook en Instagram?

[koelpasta]

Die visor bestaat al.
Er lopen mensen met implantaten in hun hersenen die verbonden zijn aan een externe camera op een bril.
Dit was alweer 10 jaar geleden geloof ik en de resolutie was iets van 16x16 pixels.
Ondertussen zijn er ook bijvoorbeeld implantaten voor geluid waardoor mensen met beschadigde gehoorzenuwen weer wat kunnen gaan horen.
Ik denk dus dat we zelfs veel eerder dan 2050 een algemeen toepasbare vorm van 'visors' krijgen.

Het mooie aan deze techniek is dat je helemaal geen implantaat in de hersenen hoeft te plakken.
Je kan dat mooi gewoon in het oog zelf oplossen.
Het nadeel is dat de oogzenuw volledig moet werken.
Ben je blind omdat je oogzenuw niet of niet goed functioneert dan helpt deze techniek niet.

[Reactie gewijzigd door koelpasta op 22 juli 2024 19:41]

[Verwijderd]

Hier was al een aflevering te zien bij Labyrint, echt heel cool.

Als dit verder door-ontwikkeld wordt, dan is het idd over een decennium/paar decennia: wat voor graka wil je in je oogkas? Liever AMD of Nvidia? Triple screen, augment reality of liever IR, of toch maar gewoon hi-res 4K?

http://www.wetenschap24.n...Zien-dankzij-oogchip.html
De aflevering zelf: http://www.wetenschap24.n...-tv/2012/maart/21-03.html

[Origin64]

Heb liever Sarif

[BLACKfm]

Maar wat zou je dan zien? Een soort minecraft wereld (no pun intended), dus een pixelig beeld?

[martin149]

Zie dit maar eens, een beeld van wat een blind persoon kan zien met een oog-implantaat.
http://www.youtube.com/watch?v=8xRgfaUJkdM

[laurens-b]

Dit filmpje demonstreert een heel ander systeem: vOICe. Hier gaat het om een systeem dat beeld omzet in geluid dat een idee geeft van de omgeving.

Zie deze site: http://www.seeingwithsound.com/

[Source90]

Dit filmpje demonstreert een heel ander systeem: vOICe. Hier gaat het om een systeem dat beeld omzet in geluid dat een idee geeft van de omgeving.

Zie deze site: http://www.seeingwithsound.com/

Dan vind ik het volgende filmpje toch een stuk verbazingwekkender, natuurlijk heel iets anders dan vOICe though.

http://www.youtube.com/wa...QaCeosUmw&feature=related

[laurens-b]

Inderdaad, wat een baas :-)

[Verwijderd]

Zouden ze je ook verplichten naar reclame te luisteren als je hun product gebruikt? De site mag je iig niet zien met adblock aan.

[laurens-b]

Haha, zou een mooie bak zijn. Loop je net op een muur af, komt er ineens reclame.
Heb adblock niet aan, dus was me eerlijk gezegd niet opgevallen. De kwaliteit van de site is wel op het niveau van http://theworldsworstwebsiteever.com/ en dan mét framesets om het af te maken, maar op een paar obligate Google ads na niet noemenswaardig veel reclame.

Anyhow, blijft goed dat er letterlijk licht aan het einde van de tunnel is voor blinde mensen.

[Oerdond3r]

Ik denk niet dat de wereld voor hun in blokken van 1 bij 1 meter veranderen. Wel denk ik dat het eruit zal zien alsof ze naar een 'youtube-resolutie' beeld zullen staren.

Sowieso zou men dan wel diepte moeten zien, als het in beide ogen geïmplanteerd is

[ikt]

Waarschijnlijk boeit het een blinde niet. Een 10x10 resolutie is genoeg om objecten te kunnen herkennen. Volgens mij is een volledige blinde al hartstikke blij met iets wat een verschil tussen licht en donker kan detecteren en doorgeven.

[Netrunner]

Sorry hoor maar als jij blind bent, smeek en bedel je om weer te kunnen zien. Je hebt geen ID hoe het is om nog 10 tot 25 jaar te moeten leven zonder zicht. Dan maar een minecraft wereld, als ik maar kan zien met mijn eigen ogen.

[The Chosen One]

Beetje vooruit kijken maar als dit (volledig) blinde mensen weer (iets) kan laten zien vind ik dit misschien wel de grootste wetenschappelijke achievement die de mensheid bereikt heeft.
Gewoon door de grote switch tussen zien en niet zien. Zelfs een kunsthart komt daar (voor mij ieg) niet in de buurt van.

Anyway kudos etc. alvast.

[Verwijderd]

Helemaal mee eens. Als mijn hart het niet meer doet, is dat niet zo spannend. Daar merk je zelf weinig tot niets van, maar blind worden zou ik echt enorm vervelend vinden.

[Aham brahmasmi]

Hee, mijn sarcasmedetector slaat uit.

[Countess]

"misschien wel de grootste wetenschappelijke achievement die de mensheid bereikt heeft. "

de wetenschap kan al veel langer (sommige) blinden mensen weer laten zien. deze techniek, hoewel heel mooi en belangrijk, helpt eigenlijk alleen opnieuw maar 1 specifiek soort blindheid.
dus jouw uitspraak vind ik nogal overdreven.

wat wel daaronder zou kunnen vallen is als wetenschappers blinden mensen weer zouden kunnen laten zien door ze een nieuw oog te geven, of het huidige zichzelf te laten herstellen.
dit kan, en hier wordt veel onderzoek naar gedaan, en het oog zal een van de laatste dingen zijn waarop het wordt toegepast denk ik, maar dat zou een enorme stap voorwaartse betekenen voor de gehele mensheid, niet alleen voor blinden.

[Verwijderd]

Laatst ergens iets gelezen over iemand die blind geboren was en waarbij ze later zijn zicht hebben kunnen herstellen. Die wist niet wat hem overkwam en heeft nooit zijn nieuwe zintuig kunnen gebruiken.

Afgezien van het simpelweg repareren moet er dus ook nog gekeken worden of het wel nut heeft, deze methode is voor een defect netvlies, iemand die weet of zoiets aangeboren is?

[Countess]

nooit?
volgens mij duurt het erg lang en moeten de hersens dan HEEL veel leren. maar ook mensen die nooit iets gezien hebben kunnen gebruik maken van zicht. (de persoon waar ik over gelezen had had wel nog steeds een stok bij om te lopen, en gebruikt nog veel zijn gehoor, maar kon al wel veel dingen zien en herkennen)

link?

[Collaborator]

Ging dat niet over doven? Daar was namelijk wel een docu over. Die konden er dus niet goed mee omgaan. Te heftig. Ze kunnen de data niet interpreteren.

[michel2506]

Het systeem heeft wel iets weg van de VISOR die geordi la forge droeg in Star Trek the Next Generation.

Wel grappig dat zelfs op medisch gebied science fiction soms werkelijkheid kan wirden.

[Pinquin422nd]

Tja gisteren nog het nieuws over de uss enterprise achtige ruimteschip vandaag een soort VISOR, morgen transportbeam?

[Verwijderd]

Liever een food replicator.

[QWieke]

Nu vraag ik me af of zo'n laser projectie bril (aangepast) ook niet bij normale mensen gebruikt kan worden als een soort display. Door het beeld direct in het oog te projecteren in plaats van het uit te zenden vanaf een oppervlak.

[Countess]

als ik het zo lees blokkeer de ontvangen de normale cellen die licht opvangen en omzetten in elektrische pulsen.

[The Zep Man]

In feite dus een proces dat uit twee stappen bestaat: de bril (en computer, die op de eerste afbeelding getoond wordt als een soort PDA) registreert het beeld en vormt het om in een meer geconcentreerde vorm om zo door te sturen naar de implantaat.

Hiermee zullen al relatief veel mensen geholpen zijn (die wel blind zijn, maar waarbij de oogzenuwen nog werken). Wat opvalt is dat er ook nog een sterke afhankelijkheid van het oog van de mens zelf is, omdat het enige kunstmatige in het lichaam de implantaat op het netvlies zal zijn.

Dit kan de eerste kleine stap zijn naar volledig kunstmatige ogen in de toekomst. Denk niet zozeer aan science-fiction-achtige zaken, maar meer aan iemand die weer kan zien nadat hij of zij een zwaar ongeluk heeft gehad. Sowieso zou wat hier beschreven staat al gebruikt kunnen worden om verbrandde of anders niet meer genezende netvliezen te 'vervangen', mits de benodigde zenuwen nog werken.

Ik vind dit een zeer goede ontwikkeling. Van alle zintuigen zijn mensen het meest afhankelijk van zicht, en wat hier gepresenteerd wordt is een mogelijkheid om dit weer te kunnen herstellen.

Wat ik mij afvraag: zou deze techniek ook gebruikt kunnen worden voor zeer slechtzienden? Stel dat de lens van het oog niet (goed) werkt en iemand zeer bij- of verziend is. Kunnen de lasers uit de bril het vervormde effect van de lens dan compenseren? Als de lasers dan zijn aan te passen dat ze veilig op een natuurlijk netvlies kunnen projecteren, dan kan de bril zonder implantaat al een oplossing zijn voor deze doelgroep.

[Reactie gewijzigd door The Zep Man op 22 juli 2024 19:41]

[HarryDeCowboy]

Het zat er natuurlijk al jaren aan te komen dat er zoiets uitgevonden zou worden.
En daar is het! ik vind het een mooi systeem, vooral ook omdat (wat martin hierboven ook al zegt) er niet bijzonder veel van te zien is.

Goed bezig wetenschap!

[verleemen]

Uiteindelijk gaat die pixeldichtheid zo omhoog dat je die cameraatjes gewoon in je oog kan laten zetten, als je er dan nog een interface aanhangt kun je dat soort geinige dingen als augmented reality en inzoomen zoals bij de man van 6 miljoen en dan ziet zon blinde een stuk meer als wij.