Retinal İmplant

Dejeneratif göz koşullarına sahip insanlar görme kaybına uğrarlar. Görme kaybının ilerlemesini yavaşlatabiliriz, örneğin hastalar bu hastalık için özel vitamin alabilirler ama tedavi yoktur. Kaybolduktan sonra görme geri yüklenemez. 

En dikkate değer koşullardan ikisi olan retinitis pigmentosa ve yaşla ilişkili maküla dejenerasyonu (AMD), ışığı elektrik sinyallerine dönüştüren gözün arka tarafındaki bölge olan retinadaki hücrelere neden olur. Sonuç olarak, hastalığa yakalananlar yaşlandıkça görme yerlerini kaybederler. Böylelikle artan yaşlanan nüfusumuz göz önüne alındığında, bu koşullar giderek artmaktadır.

Neyse ki ufukta fütüristik bir çözüm var. Ve bunun cyborg olma ile ilgisi var.

Son birkaç yılda, bazı hastalar, tekrar görmelerine yardımcı olması için retinalarına implante edilen cihazları alacak kadar şanslıydı. Ne yazık ki, bu cihazlar çok iyi değil, sadece ışık ve karanlık lekeler şeklinde, ayrıntılardan yoksun. Alos, 150.000 doların üstünde ve hastalara pahalıya mal oluyor. Bazılarına göre, bu hiçbir şeyden iyidir. Bir alıcı 2014’te Michigan Üniversitesi’ne verdiği demeçte, “Anlıyorum ki, 20/20 vizyonum olmayacak ve yüzleri ayırt edemeyeceğim. Ama en azından torunlarımın bahçede koşuşturduğunu ya da evime girdiklerini bilecektim “dedi. 

Ama E.J. Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde nöroşirürji ve oftalmoloji profesörü olan Chichilnisky, retinal implantlar için çok daha görkemli bir vizyona sahip. Bunu gerçekleştirmek için, elektronik cihazların beynin arayüzüne devrim yapan bir cihaz yaratmayı planlıyor.

Konuyu biraz daha algılayabilmek için görme işleminden bahsedelim; sağlıklı bir göz ışığı, kornea ve mercekten geçer ve göz bebeği aracılığıyla göze girer. Bu ışık o zaman retina üzerine düşer, burada bir dizi farklı hücre, ışığı elektrik sinyallerine dönüştürür ve bu da optik sinir vasıtasıyla beynin içine iletilir.

Daha önce de belirtildiği gibi, retinitis pigmentosa ve AMD retinadaki hücrelerin birçoğunun ölmesine neden olur, bu nedenle görsel bilgileri ileten sinyaller beyne ulaşmadan durdurulur. Şu andaki retinal implantlar, ışığı elektrik sinyallerine dönüştüren ölü hücrelerin yerini alıyor.

Ancak hastalık retinadaki tüm hücreleri öldürmez ve mevcut implantlarla sorunların olduğu yer burasıdır.

Retinadaki diğer tüm hücrelerden bilgi çeken retinal gangliyon hücreleri, hayatta kalmayı bırakmış gibi görünüyor. Retinaya dağılmış yaklaşık 20 farklı retina gangliyon hücresi türü vardır, bunların her biri beyne farklı bir bilgi türünü iletir.

Bu hücrelerin çalışması için zamanlama şarttır. Bir hücre tipi beynin görüntüdeki bir bölgenin bir an önce olduğundan daha parlak olduğunu ve bir diğeri beyne görüntünün daha koyu olduğunu söyleyebilirdi. Chichilnisky, her ikisi birden harekete geçirilirse “beyne gönderilen sinyalin saçmalık” olduğunu söyledi.

Şu anki retinal implantların bu kadar sınırlı olmasının sebebi de budur. Chichilnisky’nin belirttiği gibi, işleyen retinal gangliyon hücrelerini görmezden gelirler, hepsini bir anda etkinleştirirler. Chichilnisky “Vizyon, bir senfoni çalmaya çalışan bir orkestraya benziyor. Doğru zamanda ve doğru yerde doğru sinyallerin bulunmasına bağlıdır.” dedi. “Bütün enstrümanları ayrım gözetmeden oynamalarını söylersen, biri sizi duyacaktır. Ama o müzik olmayacaktır.” 

Körlük Tedavisi

Chichilnisky, her bir “enstrüman” türündeki gangliyon hücresini uygun olarak anında oynatmayı hedefliyor. Sonunda, ekibinin sözde akıllı protezleri cerrahi olarak hastanın gözlerine yerleştirilecek ve muhtemelen hastanın giydiği bir çift özel gözlükten kablosuz olarak çalıştırılacaktır. 

Ancak oraya ulaşmak için çok uğraşmak zorundalar. Chichilnisky, farklı ganglion hücrelerinin karışımı bireyler arasında değişmekte ve zamanla değişebileceği için doğru hücrede doğru zamanda doğru sinyali almanın çok zor olduğunu belirtti. 

Chichilnisky’nin çözümü, sadece doğru sinyalleri ganglion hücrelerine iletmekle kalmayan, aynı zamanda hangi ganglion hücresinin nerede oturduğunu bulmak için retinayı okuyabilen bir cihaz oluşturmaktır. Ardından, cihaz uyumlu bir görüntü oluşturmak için doğru zamanda teşvik edebilir. “Bu, retina ile bir diyalog; devreden ileri geri konuşmanız gerekiyor” diye belirtiyor. Cihazın son halinin her zaman “yazı” vereceğini, ancak retinanın yalnızca ara sıra “okuması” gerektiğini düşünüyor. 

Ancak başka teknik zorluklar da var. Cihaz, hasar görmeden veya bağışıklık tepkisi vermeden uzun süre retina üzerinde kalabilmek için doğru materyalden yapılmalıdır. Aynı zamanda, çok fazla ısı yaymayan küçük bir çip üzerinde ince taneli elektrotların yoğun bir konsantrasyonunu istemektedir. Chichilnisky “Bildiğimiz her şeyi alıp çevreyi algılayabilen, neler olup bittiğini anlamış ve her zaman doğru yerde doğru zamanda doğru yapabilecek çip haline getirmeliyiz. Ve bir sinir devresiyle konuşmak için yeterince akıllı olmalı” dedi. “Bu uzun bir emir.” 

Sinirbilimciler, devre tasarımcıları ve göz cerrahından oluşan Chichilnisky’nin ekibi, cihazlarının kesin tasarımını hala öğreniyor. Şu anda, araştırmacılar, diğer deneyler için kullanılan hayvanların kesilen retinalarında farklı teknikler test ediyorlar. Kompakt cihazlarının sonunda gerçekleştireceği tüm işleri yapmak için, bilimsel ekipmanlarla dolu bir odaya ihtiyaçları var. Bunların hepsini küçük bir implante çiple indirgemeyi planlıyorlar.

Ancak oyundaki tek takım bu değil.

Diğer bilim insanları retinitis pigmentosa ve AMD bulunan hastalarda görme düzeyini iyileştirmek için çalışıyor. Gen terapisi ve kök hücre tedavisi teknikleri testleri ilginç sonuçlara neden oluyor. Fakat Chichilnisky endişelenmiyor. “Birisi gelir ve biz bunları yaparken AMD’yi iyileştirirse heyecanlanacağım” diyor. 

Beyin için en iyi anlaşılan ve erişilebilir yollardan biri olan retina-sadece başlangıçtır.

Chichilnisky, körlük tedavisinde diğer gelişmelerin ne olursa olsun gelişmekte olduğu teknoloji, nöral implantların geleceğini temsil edecek, çünkü faydaları sadece görme imkânlarının ötesine uzanacağına inanıyor. Aynı “dilde” beyinle konuşabilen cihazlar, insanlara Parkinson ve Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıkları tedavi edebilecek ya da protez kollarını kontrol edebilecek.

Aynı teknoloji muhtemelen kendi biyolojimizi kesmek, hafızamızı genişletmek ve vizyonumuzu yeni sınırlara itmek için kullanılacaktır. “Bu olacak. Bunu yapmayacağını düşünüyorsanız, yeterince okumuyorsunuz demektir “diye belirtiyor Chichilnisky. Ona göre, retina; bu beynin en iyi anlaşılmış ve erişilebilir yollarından biri ve bu sadece başlangıçtır. 

Chichilnisky önümüzdeki birkaç yıl içinde bir laboratuvar prototipi hazırlamayı ve canlı hayvanlar üzerinde beş yıl içinde test etmeye başlamayı umuyor. Böyle bir cihazın insanlarda test edilebileceğini, yaygın olarak ne zaman bulunabileceği hakkında hiçbir şey söyleyemeyeceğini tahmin edersek, konu daha bulanıklaşıyor. Ancak insan çalışmalarının önümüzdeki on yılda gerçekleşebileceğini umuyor.

Teknoloji, hala bir şirkete dönüşüp yatırımcı aramak için henüz başlangıç aşamadaysa da, Chichilnisky pek çok kişinin ilgisini çekeceğinden şüphem yok diye belirtiyor ve yakında olacak. “Konuştuğum şey devrimdir” diyor.