บาคาร่าเว็บตรง อาร์เรย์ไมโครอิเล็กโทรดที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มสมองของหญิงตาบอดช่วยให้เธอมองเห็นรูปแบบที่เรียบง่ายและระบุเส้น รูปร่าง และตัวอักษรได้ ในการศึกษาทางคลินิกเป็นเวลาหกเดือนที่มหาวิทยาลัย Miguel HernándezในสเปนUtah Electrode Array (UEA) แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการฟื้นฟูวิสัยทัศน์ที่เป็นประโยชน์ในบุคคลที่มองไม่เห็นและเพิ่มความเป็นอิสระของพวกเขา
Berna Gómez อดีตครูสอนวิทยาศาสตร์วัย 60 ปี
ที่พัฒนาโรคจอประสาทตาเสื่อมที่เป็นพิษซึ่งทำให้ตาบอดทั้งหมดเมื่อ 16 ปีก่อน อาสาที่จะทำงานร่วมกับนักวิทยาศาสตร์จากJohn A. Moran Eye Center ที่มหาวิทยาลัย UtahและEduardo Fernándezจาก University Miguel Hernández โกเมซเป็นบุคคลแรกที่ฝัง UEA ในส่วนการมองเห็นของสมองเป็นระยะเวลานานและได้รับการกระตุ้นซ้ำๆ
นักวิจัยร่วมRichard Normannนักชีววิศวกรรมของมหาวิทยาลัย Utah ได้พัฒนา UEA เครื่องแรกเมื่อ 30 ปีที่แล้ว อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยอาร์เรย์ไมโครอิเล็กโทรด 100 ตัวที่ฝังอยู่ในสมองเพื่อบันทึกและกระตุ้นกิจกรรมทางไฟฟ้าของเซลล์ประสาท โดยมีเป้าหมายในการฟื้นฟูการมองเห็นที่เป็นประโยชน์แก่คนตาบอด
สำหรับการศึกษานี้ รายงานในJournal of Clinical Investigationทีมงานได้ใช้ Moran/Cortivis Visual Prosthesis รุ่นทดลอง ซึ่งรวมถึงแว่นตาคู่หนึ่งที่ติดตั้งกล้องวิดีโอขนาดเล็กที่ส่งภาพแบบเรียลไทม์ ข้อมูลภาพที่รวบรวมโดยกล้องจะถูกเข้ารหัสโดยซอฟต์แวร์พิเศษและส่งไปยัง UEA จากนั้นอาร์เรย์จะกระตุ้นเซลล์ประสาทให้ผลิตฟอสฟีน (แสงวูบวาบที่มองไม่เห็นโดยไม่ได้ป้อนข้อมูลด้วยสายตา) ซึ่งโกเมซมองว่าเป็นจุดแสงสีขาว เพื่อสร้างภาพ
นักวิจัยได้ใช้การถ่ายภาพ MR ก่อนการผ่าตัด
เพื่อสร้างโครงสร้างสามมิติของโครงสร้างทางกายวิภาคของพื้นผิวและโครงสร้าง neurovascular ของคอร์เทกซ์ภาพหลัก พวกเขาเลือกบริเวณของคอร์เทกซ์ท้ายทอยที่ถูกต้องซึ่งสามารถเข้าถึงได้ง่ายในขณะที่หลีกเลี่ยงหลอดเลือดใหญ่
ศัลยแพทย์ระบบประสาททำการผ่าตัดเปิดกะโหลกศีรษะที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตำแหน่งที่ต้องการ และฝัง UEA สี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 4 มม. ด้วยไมโครอิเล็กโทรด 96 ตัวที่ยื่นออกมาจากฐานซิลิกอน ขั้วต่อภายนอกของอิเล็กโทรดติดกับกะโหลกศีรษะโดยใช้ไมโครสกรูไททาเนียมหกตัว โกเมซได้รับการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าและเซสชันการบันทึกประสาทหลายหน่วยวันละครั้งหรือสองครั้ง ห้าวันต่อสัปดาห์ นานถึงสี่ชั่วโมงต่อครั้ง ในช่วงระยะเวลาการศึกษาหกเดือน เธอได้รับการกระตุ้นประมาณ 540 ชั่วโมง
การระบุแสง
เนื่องจากคนตาบอดมักประสบกับแสงวาบแบบสุ่มซึ่งเรียกว่าฟอสเฟนที่เกิดขึ้นเอง โกเมซจึงได้รับการฝึกฝนให้แยกแยะสิ่งเหล่านี้จากปรากฏการณ์ที่เกิดจากไฟฟ้า ในวันแรกหลังการฝัง เธอรายงานหนึ่งครั้งเป็นเวลา 5-10 วินาที แต่หลังจาก 12 สัปดาห์ เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นเป็นครั้งคราวเท่านั้น ในช่วงระยะเวลาการฝึกเกือบสองเดือน เธอเรียนรู้ที่จะรับรู้ว่าฟอสฟีนที่เกิดจากไฟฟ้านั้นถูกปรับให้เข้ากับบริเวณทั่วไปของพื้นที่การมองเห็นของเธอเสมอ และปรากฏร่วมกับน้ำเสียงความถี่ต่ำที่ใช้เพื่อบ่งบอกถึงการเริ่มต้น ของการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า
นักวิจัยระบุว่าการเพิ่มจำนวนอิเล็กโทรดกระตุ้น
จากสองเป็น 16 อัน ช่วยเพิ่มความสว่าง ความชัดเจน และขนาดของฟอสฟีนที่รับรู้ได้อย่างมีนัยสำคัญ พวกเขาสังเกตเห็นว่าโกเมซ “มองเห็น” จุดแสงได้ง่ายขึ้นเมื่อมีการกระตุ้นอิเล็กโทรดมากกว่าสองขั้ว การเว้นระยะห่างของอิเล็กโทรดกระตุ้นยังช่วยปรับปรุงการจดจำรูปร่างและตัวอักษร โดยอิเล็กโทรดที่เว้นระยะห่าง 400 µm สามารถสร้างภาพที่แยกจากกันได้
โกเมซสามารถระบุตัวอักษรหลายตัวและแยกความแตกต่างได้ว่าเป็นตัวพิมพ์ใหญ่หรือตัวพิมพ์เล็ก เธอยังสามารถแยกแยะระหว่างรูปแบบที่แตกต่างกันและ/หรือกลุ่มของอิเล็กโทรดเมื่อเล่นวิดีโอเกมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ
ทีมงานพบว่าสีและความสว่างของภาพที่รับรู้สามารถควบคุมได้โดยการปรับกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการกระตุ้นไมโครอิเล็กโทรดแต่ละตัว กระแสน้ำที่สูงกว่า 50% ของระดับการกระตุ้นเกณฑ์ (66.8±36.5 µA สำหรับอิเล็กโทรดเดียว) ทำให้เกิดแสงที่สว่างขึ้นและขาวขึ้น กระแสน้ำด้านล่างสร้างภาพสีซีเปียสลัว ค่าความสว่างสูงสุดอยู่ที่กระแสประมาณ 90 μA
“ผลลัพธ์เหล่านี้น่าตื่นเต้นมากเพราะแสดงให้เห็นทั้งความปลอดภัยและประสิทธิภาพ” Fernández ผู้ร่วมงานกับ Normann มานานกว่า 30 ปีให้ความเห็น “เราได้ก้าวไปข้างหน้าอย่างมีนัยสำคัญ โดยแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของอุปกรณ์ประเภทนี้ในการฟื้นฟูการมองเห็นที่ใช้งานได้สำหรับผู้ที่สูญเสียการมองเห็น”
“เป้าหมายหนึ่งของการวิจัยนี้คือการทำให้คนตาบอดมีความคล่องตัวมากขึ้น” นอร์มันน์กล่าวเสริม “มันช่วยให้พวกเขาสามารถระบุตัวบุคคล ทางเข้าประตูหรือรถยนต์ได้อย่างง่ายดาย มันสามารถเพิ่มความเป็นอิสระและความปลอดภัย นั่นคือสิ่งที่เรากำลังดำเนินการอยู่”
ทีมงานหวังว่าการทดลองชุดต่อไปจะใช้ระบบเข้ารหัสภาพที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งสามารถกระตุ้นอิเล็กโทรดจำนวนมากขึ้นพร้อม ๆ กันเพื่อสร้างภาพที่ซับซ้อนมากขึ้น พวกเขาอธิบายว่าอาร์เรย์ UEA เดียวไม่น่าจะเพียงพอสำหรับการมองเห็นที่เป็นประโยชน์ “ในอนาคต เราคาดว่าไมโครอิเล็กโทรดภายในคอร์เทกซ์หลายแถวจะถูกเรียงต่อกันบนวิชวลคอร์เทกซ์ ซึ่งช่วยให้เกิดการเหนี่ยวนำฟอสฟีนในบริเวณที่กว้างกว่าของลานสายตา และสร้างพื้นฐานสำหรับการฟื้นฟูการมองเห็นที่ใช้งานได้”
การฟื้นฟูพลังงานอัตราการสั่นของนิวตริโนขึ้นอยู่กับพลังงานของพวกมัน ดังนั้นเราจำเป็นต้องรู้สิ่งนี้เพื่อระบุลักษณะการสั่นของนิวตริโนและค้นหาความผิดปกติใดๆ ที่อาจเกิดขึ้น น่าเสียดายที่นิวตริโนนั้นตรวจจับได้ยากเนื่องจากปฏิกิริยาที่อ่อนแออย่างยิ่งกับสสาร รายละเอียดของการทดลองแต่ละครั้งแตกต่างกันไป แต่พวกมันมักใช้สสารปริมาณมากอย่างสม่ำเสมอ (Hyper-Kamiokande จะใช้น้ำ DUNE จะใช้อาร์กอนเหลว) ที่ล้อมรอบด้วยเซ็นเซอร์ เมื่อนิวตริโนทำปฏิกิริยากับนิวเคลียสในสสาร เซ็นเซอร์จะจับอนุภาคที่พุ่งออกมาและสร้างพลังงานของนิวตริโนที่ตกกระทบขึ้นใหม่ บาคาร่าเว็บตรง
