Посмотрите на мир бионическими глазами при помощи этой удивительной симуляции

Посмотрите на мир бионическими глазами при помощи этой удивительной симуляции

Новая визуальная симуляция дает нам представление о том, на что похож мир через бионические глаза.

Так как FDA одобрила первый в мире бионический глаз Argus II, все больше и больше ослепших когда-то людей могут видеть (согласно статье в Neuroscience Letters, более 80 человек только по данным в марте 2014). Хотя исследователи посчитали, что видение будет похоже на зернистый черно-белый фильм с остротой зрения 20/1260, в отличие от обычного здорового зрения на 20/20, не было надежной модели, чтобы проверить это. В исследовании, опубликованном в Philosophical Transactions B, ученые создали реалистичную видео-симуляцию того, на что может быть похоже восстановленное зрение.
Клетки сетчатки в наших глазах, которые называются палочками и колбочками, конвертируют свет в электрические импульсы, принимаемые мозгом. Потеря этих клеток из-за заболеваний вроде молекулярной дегенерации является одной из главных причин потери зрения. Два наиболее перспективных устройства восстановления зрения - это электрический протез и оптогенетика.
Некоторые могут пройти очень инвазивную процедуру, и их зрение будет не таким, как они ожидали.
Бионическая система Argus II - основной электрический протез на рынке. Он использует цифровую камеру, прикрепленную к паре очков, которая работает в качестве глазных палочек и колбочек, и удаленно пересылает полученные данные на компьютерный чип, встроенный в глаз. Этот чип активирует маленький массив электродов, встроенных в сетчатку, которые стимулируют клетки сетчатки конвертировать эти данные в видение.

Посмотрите на мир бионическими глазами при помощи этой удивительной симуляции

Протезная система сетчатки Argus II

Такая симуляция вряд ли даст цветное зрение, но может показывать светлый и темный контраст, которого достаточно, чтобы начать воспринимать предметы в пространстве. Оптогенетика, с другой стороны, это когда протеины поступают в выжившие клетки сетчатки, чтобы сделать их более восприимчивыми к свету, по сути, заставляя их выполнять работу отсутствующих колбочек и палочек. Однако, данная технология еще не имплантировалась в человека.
Команда университета Вашингтона использовала данные исследований оптогенетики, а так же прогнозы, основанные на показаниях пациентов, которые уже получили электронные протезы, чтобы создать как можно более точное представление восстановленного зрения. Эти новые модели показывают возможные смещения и сложности, с которыми могут столкнуться те, кому имплантирован электрический протез.
Такие штуки должны выходить с предупреждением безопасности: быстро движущиеся объекты могут вообще исчезать.
Есть около 20 разновидностей клеток сетчатки, которые посылают разные виды визуальной информации в мозг, например, где находятся края объекта, или пятна света и тени. Поскольку электрический протез симулирует общий результат всех этих клеток, это может привести к таким сложностям как нечеткое или размытое изображение в целом.
"По отдельности, каждая клетка может предоставлять совершенно разные узоры, но когда они работают вместе, получается цельная картинка", - говорит соавтор исследования Ион Файн.
В оптогенетике стимулируется только один или два типа клеток сетчатки, что придает картинке странное резкое качество. Быстро двигающийся объект также размазывается и исчезает, так как клетки физически не успевают.
"Такие вещи надо выпускать с предостережением: быстро движущиеся объекты могут полностью исчезать", - говорит Файн.
Предыдущие симуляции, которые использовались, чтобы посмотреть на мир восстановленным зрением, использовали так называемую "модель табло", где использовалась сетчатая система, когда каждый электрод на сетчатке выдает набор точек. Это показывает зрение как слегка переэкспонированное изображение в оттенках серого. Однако, данные о качестве зрения пациентов показывали, что такая модель является крайне неточной.

Посмотрите на мир бионическими глазами при помощи этой удивительной симуляции

Разные модели симуляции зрения

Изображение слева является визуализацией модели табло, центральное изображение показывает, как человек видит с электронным протезом, а правое - как человек видит после оптогенетики.
Поскольку бионические импланты для глаз являются чрезвычайно дорогостоящими, эти реалистичные симуляции могут помочь пациентам и их семьям решить, какой из методов стоит таких денег: имплант для сетчатки, или длительные операции. В 2013 Argus II стоил около $100,000.
"Я полагаю, модель табло очень опасна", - говорит Файн. "Некоторые могут пройти очень инвазивную процедуру, и их зрение будет не таким, как они ожидали."
Такие симуляции также могут помочь исследователям улучшить будущие импланты.
"Мы можем очень точно указать на проблемы, которые могут возникнуть, насколько они важны, и что более или менее важно при исследовании."

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top