Les scientifiques peuvent-ils réparer les lésions oculaires ou remplacer les pièces nécessaires de l'appareil de vision ?
La cécité ou la déficience visuelle peuvent avoir de nombreuses causes. Mais ce que toutes les maladies oculaires ont en commun, c'est qu'elles causent des dommages soit directement aux yeux, soit au nerf optique qui transmet les signaux visuels au cerveau. Dans les deux cas, les scientifiques devront réparer les dommages ou remplacer les pièces nécessaires de l'appareil facial.
Le traitement expérimental le plus imaginatif pour guérir la cécité partielle ou complète est un implant rétinien. Une telle rétine artificielle est placée à l'arrière de l'œil pour remplacer les parties endommagées de la rétine d'origine. La rétine est l'une des parties les plus importantes de l'œil. Il fonctionne comme un écran blanc qui transmet la lumière qui pénètre par les yeux via des bâtonnets et des cônes sensibles à la lumière vers le nerf optique situé derrière.
Il est donc tentant de voir une rétine endommagée - ce qui en est le résultat de maladies telles que la dégénérescence maculaire ou la rétinite pigmentaire – à remplacer par des cellules sensorielles fabriquées en laboratoire. Ce n'est pas si difficile en soi, car ces capteurs de lumière doivent simplement être capables de convertir les couleurs et les contrastes en un signal électrique qui est ensuite transmis au nerf optique. Mais pour obtenir une résolution acceptable, les cellules du capteur dans l'implant rétinien doivent être suffisamment petites pour que le "grain" de la vision générée artificiellement - mais qui est perçue comme une vision réelle par le cerveau - ne soit pas perceptible.
Implant sans fil Cependant, un problème majeur se pose :les cellules du capteur de l'implant rétinien doivent chacune être alimentées individuellement par un courant électrique. Pour convertir les signaux lumineux incidents en signaux électriques suffisamment importants pour que le nerf optique les transporte jusqu'au cerveau, ils nécessitent une quantité importante de courant électrique. Et cela impose une limite apparemment infranchissable sur la taille minimale de pixel de l'implant et de la vision artificielle correspondante. De plus, l'alimentation électrique de l'implant rétinien présente un autre problème, qui est d'ordre plus pratique. L'électricité nécessite une batterie et un certain nombre de fils électriques. Et aussi petites soient-elles, personne n'aime avoir un enchevêtrement de fils derrière les yeux.
Lunettes infrarouges
Des scientifiques américains de l'Université de Stanford ont trouvé une solution intelligente au problème la semaine dernière, selon leur article dans la revue Nature Photonics. Ils ne veulent pas alimenter l'implant rétinien en y connectant une batterie, mais en utilisant intelligemment l'effet photoélectrique. Cet effet, co-découvert par Albert Einstein dans les années 1920, garantit que lorsque des particules de lumière frappent un métal, un petit courant électrique est créé dont la force est proportionnelle à la fréquence des particules de lumière.
L'énergie de la lumière incidente peut ainsi être utilisée directement par l'implant rétinien pour alimenter ses cellules sensorielles. Mais cela a présenté aux chercheurs un nouveau défi :comme l'énergie de la lumière incidente est suffisamment grande pour produire suffisamment de courant électrique, ils ont dû imaginer un détour. C'est pourquoi ils ont développé des «lunettes infrarouges» qui convertissent la lumière visible en signaux infrarouges (amplifiés) - l'exact opposé des lunettes de vision nocturne, qui convertissent le rayonnement infrarouge en lumière visible. Les lunettes infrarouges envoient ensuite des impulsions laser aux yeux dans lesquels les implants rétiniens ont été insérés, après quoi les cellules du capteur reçoivent suffisamment d'énergie pour convertir les signaux infrarouges en impulsions nerveuses électriques.
Vieux- film façonné
Le grand avantage de la technologie est bien sûr que le problème de l'alimentation électrique s'est déplacé vers les lunettes, qui peuvent facilement être alimentées par des piles. Seuls les futurs sujets pourront dire, bien sûr, comment exactement la vision artificielle qui résultera de cette combinaison de lunettes avec un implant rétinien sera perçue par le porteur – et il n'y en a pas encore. Il est cependant certain que moins de signaux visuels (infrarouges) passeront à travers les lunettes sur l'implant rétinien par unité de temps, ce qui peut faire en sorte que la réalité quotidienne puisse ressembler un peu à un vieux film pour les porteurs avec de petits chocs dans le image.
Cet article est également paru dans Eos Weekblad sur iPad
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