دانشمندان علوم پزشکی در یک دستاورد قابل توجه، درمانی غیر تهاجمی را توسعه دادند که می تواند بینایی را با استفاده از حواس پنج گانه، یعنی صدا بازیابی کند.
نابینایی یکی از معضلات جسمانی بشر است که تاکنون درمان قابل اتکایی برای آن یافت نشده است، اما گروهی از دانشمندان متخصص در زمینه بیماری چشمی، روش درمانی ابتکاری را توسعه دادند که می تواند بینایی را با استفاده از حواس پنج گانه، یعنی صدا بازیابی کند.
اختلالات بینایی یکی از معضلات شایعی است که به ویژه با افزایش سن، احتمال درگیر شدن با آن نیز افزایش می یابد. برای مثال، بر اساس تحقیقات انجام شده توسط مؤسسه چشمی USC Gayle و Edward Roski که در سال ۲۰۱۶ انجام شد، انتظار می رود تعداد آمریکایی های دارای اختلال بینایی یا نابینایی تا سال ۲۰۵۰ به بیش از ۸ میلیون نفر برسد. به گفته متخصصان پزشکی، بسیاری از این موارد ناشی از بیماری های دژنراتیو شبکیه است که در اصل انحطاط پیشرونده گیرنده های نوری حساس به نور در شبکیه می باشد.
در حالی که در حال حاضر هیچ درمان غیرتهاجمی موفقی برای درمان از دست دادن بینایی در دسترس نیست، محققان در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی USC ایده جدیدی برای رسیدگی به این مشکل رو به رشد ارائه کرده اند. در حال حاضر، چشم پزشکان از فناوری الکترونیکی برای تحریک مستقیم نورون های شبکیه با کاشت دستگاه های الکترود در داخل چشم استفاده می کنند، تکنیکی که نیاز به جراحی گران قیمت و تهاجمی دارد. اما این تیم تحقیقاتی در بخش مهندسی زیست پزشکی دانشکده مهندسی USC Viterbi در حال بررسی راه حلی غیرجراحی است که می تواند بینایی را با استفاده از یکی از حواس پنج گانه، یعنی صدا بازیابی کند.
فناوری اولتراسوند
قیفا ژو، استاد مهندسی زیست پزشکی و چشم پزشکی در دانشگاه USC گفت: «این یک فناوری نوآورانه است و در حال حاضر، ما در حال انجام مطالعات حیوانی هستیم تا از تحریک اولتراسوند برای جایگزینی تحریک الکتریکی استفاده کنیم.» این گروه تحقیقاتی توسط ژو، و مارک اس. همایون، استاد چشم پزشکی و مهندسی زیست پزشکی در USC، و یکی از مخترعان Argus II – اولین شبکیه مصنوعی جهان – رهبری می شود.
دکتر Gengxi Lu از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و عضو این تیم تحقیقاتی، گفت: «این فناوری سودمند است، زیرا نیازی به جراحی نیست و هیچ وسیله ای در داخل بدن کاشته نمی شود. ما یک دستگاه سونوگرافی پوشیدنی امواج اولتراسوند را برای تحریک شبکیه ایجاد کردیم. شبیه به این که وقتی با چشمان بسته به آرامی کره چشم خود را فشار می دهید، اشکال و نقاط روشن ظاهر می شوند.» محققان دریافتند که اعمال فشار به چشم می تواند نورون ها را فعال کرده و سیگنال هایی را به مغز ارسال کند. برخلاف چشم عادی که با نور فعال می شود، در این مطالعه، چشم های نابینا توسط فشار های مکانیکی ایجاد شده توسط امواج اولتراسوند تحریک شدند.
لو توضیح داد: «نرون های موجود در شبکیه چشم دارای کانال های مکانیکی حساسی هستند که به تحریک مکانیکی پاسخ می دهند. زمانی که ما از امواج فراصوت برای تولید فشار مکانیکی استفاده می کنیم، این نورون ها فعال می شوند.» برای آزمایش این روش اولتراسوند، در مطالعات پیش بالینی، تیم دانشگاه USC چشم یک موش نابینا را با استفاده از امواج فراصوت با فرکانس بالا تحریک کردند که برای انسان قابل شنیدن نیست. فناوری مورد استفاده در این تحقیق با کاوشگر اولتراسوند مورد استفاده برای تصویربرداری نوزاد که امواج صوتی را از طریق معده یک زن باردار ارسال و دریافت می کند، قابل مقایسه است.
در این مورد، برای تحریک شبکیه، گروه تحقیقاتی یک دستگاه اولتراسوند کوچک ایجاد کردند که می تواند به ناحیه خاصی از چشم هدایت شود تا امواج صوتی را به شبکیه که در پشت چشم قرار دارد ارسال کند. استفاده از این صدا های با فرکانس بالا که قابل دستکاری و تمرکز بر روی ناحیه خاصی از چشم است. این مطالعه نشان داد که وقتی امواج اولتراسوند به عنوان یک الگوی نمایش داده می شوند – به عنوان مثال، حرف C – مغز موش قادر به دریافت الگوی مشابهی بود. بر خلاف انسان، محققان قادر به دریافت پاسخ مستقیم در مورد تجربیات بینایی موش در طول تحریک اولتراسوند نیستند.
برای پاسخ به این سؤالات که موش دقیقاً چه چیزی را می توانست از امواج اولتراسوند تجسم کند، این تیم با اتصال یک آرایه چند الکترودی، فعالیت بینایی را مستقیماً از ناحیه بینایی مغز موش به نام قشر بینایی، اندازه گیری کردند. بر اساس فعالیت های بصری ثبت شده از مغز، محققان دریافتند که موش صحرایی قادر به درک تجسم هایی است که با الگوی تحریک اولتراسوندی که به چشم پخش می شود، قابل مقایسه است.
آینده این ابتکار جدید برای درمان نابینایی
این تحقیق که به تازگی در نشریه BME Fronters منتشر شده است، در حال حاضر با کمک مالی ۲.۳ میلیون دلاری چهار ساله از موسسه ملی چشم (NEI) ایالات متحده تامین می شود. مطالعات فعلی بیشتر با استفاده از مدل های جونده انجام می شود. با این حال، تیم قصد دارد این رویکرد را با استفاده از مدل های نخستی های غیرانسانی قبل از انجام آزمایش های بالینی انسانی آزمایش کند. دکتر ژو گفت: «در حال حاضر، ما از مبدلی استفاده می کنیم که در جلوی کره چشم موش قرار داده شده است تا سیگنال های اولتراسوند را به شبکیه بفرستیم، اما هدف نهایی ما ایجاد یک مبدل لنز بی سیم است.» در واقع، این تیم در حال حاضر در حال تجزیه و تحلیل قابلیت های فناوری اولتراسوند برای مطالعه بینایی هستند، هدف آینده آن ها تولید تصاویر واضح تر و نصب مبدل اولتراسوند بر روی یک لنز تماسی پوشیدنی برای نسل بعدی است. همچنین این تیم یک گواهی ثبت اختراع برای روش درمانی خود به ثبت رسانده است که می تواند به تمرکز بهتر بر این روش درمانی منجر شود.
منبع: فرارو.