Blinda patienter som testar bioniska ögonhjärnimplantat

Andra synen

Tillverkaren av världens första kommersiella konstgjorda näthinna, som ger nedsatt syn till personer med en viss form av blindhet, lanserar en klinisk prövning för ett hjärnimplantat utformat för att återställa synen till fler patienter.

Företaget, Second Sight, testar om en rad elektroder placerade på hjärnans yta kan återställa begränsad syn till personer som har blivit delvis eller helt blinda. I decennier har forskare försökt utveckla hjärnimplantat för att ge blinda tillbaka synen men har haft begränsad framgång. Om Second Sight-enheten fungerar kan den hjälpa miljontals blinda patienter över hela världen, inklusive de som har förlorat ett eller båda ögonen.

Enheten, kallad Orion, är en modifierad version av företagets nuvarande Argus II bioniska öga, som involverar ett par glasögon utrustade med en kamera och en extern processor. U.S. Food and Drug Administration har beviljat företaget ett villkorligt godkännande för en liten studie som involverar fem patienter på två platser, Baylor College of Medicine och University of California, Los Angeles. Second Sight behöver fortfarande utföra ytterligare tester av enheten och svara på vissa frågor innan försöket påbörjas, men hoppas kunna börja registrera patienter i oktober och göra sitt första implantat i slutet av året.

Second Sight vann först godkännande i Europa 2011 för Argus II, följt av ett FDA-godkännande 2013 (se Bionic Eye Implant Approved for U.S. Patients). I Europa har ytterligare två näthinneproteser sedan dess godkänts - en marknadsförs av det franska företaget Pixium Vision och en annan av det tyska företaget Retina Implant.

Även känt som ett bioniskt öga, alla tre enheterna är avsedda att återställa en viss syn hos patienter med en genetisk ögonsjukdom som kallas retinitis pigmentosa. Sjukdomen orsakar gradvis synförlust när ljusavkännande celler som kallas fotoreceptorer bryts ner i näthinnan - vävnadsmembranet som täcker baksidan av ögat. Uppskattningsvis 1,5 miljoner människor världen över, inklusive cirka 100 000 människor i USA, har retinitis pigmentosa. Det är en liten andel av de 39 miljoner människor världen över som är blinda, enligt Världshälsoorganisationen.

En återgivning av Second Sights Orion-enhet, ett hjärnimplantat som använder det mesta av tekniken från företagets befintliga enhet, Argus II.

Men Robert Greenberg, Second Sights styrelseordförande, säger att företaget bara har sålt cirka 250 av Argus II-enheterna, ett antal lägre än han förväntade sig. Enheten kostar cirka $150 000 och återställer minimal syn. Endast 15 centra i USA erbjuder tekniken, och med konkurrens utomlands hoppas Second Sight att dess nya hjärnimplantat kan användas av mycket fler.

Second Sights Argus II använder en kamera monterad på ett par glasögon för att ta bilder. Bilderna skickas till en liten patientburen processor, som använder speciell programvara för att omvandla bilderna till en uppsättning instruktioner som skickas till det implanterade chippet nära näthinnan. Dessa instruktioner överförs sedan som en serie elektriska pulser till en rad elektroder, även implanterade runt ögat.

Personer med retinitis pigmentosa kan dra nytta av enheten eftersom sjukdomen förstör endast specialiserade fotoreceptorer samtidigt som de lämnar näthinnans återstående celler intakta. Dessa retinala celler kan överföra den visuella informationen längs synnerven till hjärnan och producerar ljusmönster i patientens synfält.

Den nya enheten, Orion, lånar cirka 90 procent av sin teknologi från Argus II men går förbi ögat. Istället placeras en rad elektroder på ytan av den visuella cortex, den del av hjärnan som bearbetar visuell information. Att leverera elektriska pulser här bör berätta för hjärnan att uppfatta ljusmönster.

Vid vissa typer av blindhet är synnerven skadad så du måste gå nedströms. Med Orion ersätter vi i huvudsak ögat och synnerven helt, säger Greenberg. Med detta tillvägagångssätt kan alla som hade syn men har förlorat den av nästan vilken orsak som helst bli hjälpt av Orion-teknologin.

Second Sight uppskattar att cirka 400 000 retinitis pigmentosa-patienter globalt är berättigade till dess nuvarande enhet, men cirka 6 miljoner människor som är blinda på grund av andra orsaker, som cancer, diabetisk retinopati, glaukom eller trauma kan hypotetiskt använda Orion.

Greenberg hoppas att tillvägagångssättet kommer att återställa samma grad av syn som Argus II, möjligen lite mer. Ändå har människor med bioniska ögon begränsad syn. De kan skilja ljus från mörker och känna igen konturerna av föremål i deras syn, men de kan inte se färg. Patientupplevelser varierar också. Vissa kan läsa små bokstäver men andra inte.

En stor nackdel är att enheten kräver en mer invasiv operation än Argus II. En liten del av skallen måste avlägsnas för att exponera det område av hjärnan där elektroderna är placerade. Eftersom elektriska hjärnimplantat medför risker som infektion eller anfall, kommer den första kliniska prövningen att vara liten, och företaget kommer att börja med att testa implantatet på patienter som är helt blinda.

Förra året testade Second Sight detta tillvägagångssätt, och implanterade en färdig neurostimulator för epilepsi i hjärnan på en 30-årig patient som hade varit nästan blind i åtta år. Patienten kunde se ljusfläckar utan några signifikanta negativa biverkningar.

Forskare vid Illinois Institute of Technology i Chicago och Monash University i Australien arbetar med liknande konstgjorda näthinnor som skulle ansluta direkt till hjärnan.

Martha Flanders, chef för Central Visual Processing Program vid National Eye Institute, säger att ett hjärnimplantat kommer att vara svårare att få rätt än ett retinalt implantat eftersom hjärnans visuella cortex är så mycket mer komplicerad än ögat. Flandern säger att forskare fortfarande är i början av att förstå hur hjärnan bearbetar bilder för att producera syn och hur neuroner extraherar information från den visuella cortex.

Om vi ​​kunde ta reda på hur vi bearbetar och filtrerar visuell information för att korrekt stimulera elektroderna skulle vi så småningom kunna förbättra den typ av bild som personen kommer att kunna uppfatta, säger hon.

Flandern säger att Second Sight-testet är ett bra första steg, men det kommer inte att vara som att träffa din mormor.

På grund av hur komplex hjärnan är, säger Mark Humayun, en professor i oftalmologi och biomedicinsk teknik vid University of Southern California som tillbringade 25 år med att utveckla Argus II, att Second Sight kommer att behöva utveckla ny programvara och algoritmer för att konvertera den visuella informationen. kameran plockar upp och förvandlas till elektriska pulser.

För att få sin nya enhet godkänd av tillsynsmyndigheter, säger Humayun att Second Sight kommer att behöva visa att ändringarna som den gjorde är värda de extra säkerhetsriskerna som kommer med en mer invasiv enhet.

Dölj