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Eine bessere Zukunft für Netzhautimplantate
Die neueste Generation von Netzhautimplantaten hat sich in Tests mit einer Handvoll blinder Patienten als vielversprechend erwiesen. Die Implantate haben es vielen Probanden ermöglicht, Objekte und Hindernisse zu erkennen und einer Person die Fähigkeit zu geben, große Schriften zu lesen. Solche Fortschritte markieren einen Wendepunkt nach Jahrzehnten langsamen Fortschritts. Und Experten sagen jetzt, dass kommerzielle Geräte möglicherweise nur noch ein paar Jahre entfernt sind.
Zukunftsvision: Das Netzhautimplantat der Argus II-Serie, das hier in einem Auge gezeigt wird, verwendet eine Anordnung von 60 Elektroden, um dem Gehirn eines Benutzers visuelle Informationen zu übermitteln.
Netzhautimplantate sollen die Funktion beschädigter lichtempfindlicher Photorezeptorzellen in der Netzhaut ersetzen. Sie zielen insbesondere auf die Behandlung degenerativer Erkrankungen wie der Retinitis pigmentosa und der altersbedingten Makuladegeneration ab. Mit einer Reihe von Elektroden, die entweder unter der Netzhaut oder darüber platziert werden, stimulieren die Geräte die verbleibenden Zellschaltkreise in der Netzhaut elektrisch, um pixelartige Lichtempfindungen, sogenannte Phosphene, im Gesichtsfeld zu erzeugen.
Peter Walter an der Universitäts-Augenklinik Aachen, Vorsitzender des Symposiums Artificial Vision in Bonn, wo letzte Woche Ergebnisse mehrerer Projekte präsentiert wurden, stellt fest, dass in der Vergangenheit optimistische Behauptungen über Netzhautimplantate aufgestellt wurden. Er sagt jedoch, dass der Erfolg mehrerer Langzeitstudien den Forschern die Zuversicht gegeben hat, dass die verbleibenden Herausforderungen eher technologischer als biologischer Natur sind. Innerhalb von zwei, drei Jahren könnten wir Produkte zur Verfügung haben, sagt Walter.
Laufende Studien mit einem Gerät, dem Argus II, einem Netzhautimplantat, das von . entwickelt wurde Zweiter Blick aus Sylmar, CA, waren so vielversprechend, dass sich das Unternehmen bereits auf den Markt vorbereitet. Wir werden mit der Arbeit beginnen, um Anträge auf CE-Kennzeichnung in Europa und eine Zulassung in den USA von der FDA zu erhalten, sagt Gregoire Cosendai, Director of Operations des Unternehmens für Europa.
In der Vergangenheit war oft unklar, ob die von Patienten beobachteten Phosphene auf die korrekte Funktion des Implantats oder auf andere Faktoren zurückzuführen waren, wie zum Beispiel die Erholung von Photorezeptoren, die durch das Operationstrauma ausgelöst wurde – ein Phänomen, das als Rettungseffekt bekannt ist. Aber jetzt, da die Forscher von der akuten Implantation – Implantation und Entfernung der Geräte während desselben chirurgischen Eingriffs – zu einer chronischen Implantation übergegangen sind, ist es möglich, sie strenger zu testen. Solche Experimente sind schwierig und zeitaufwendig, aber sie können feststellen, wann die Phosphene nur in den Bereichen der Netzhaut vorkommen, an denen sich Elektroden befinden, sagt Walter. Schaltet man das Gerät aus, dann verschwindet dieser Effekt, sagt er.
Versuche mit dem Argus II haben gezeigt, dass blinden Patienten ein eingeschränktes Sehvermögen wiederhergestellt werden kann, was ihnen hilft, Objekte zu erkennen und Türen oder Straßenränder zu erkennen. Die ersten kommerziellen Geräte werden diese Art von Vision bieten, sagt Cosendai. Das Argus II besteht aus einem kleinen Chip mit ca. 60 Stimulationselektroden und einer brillenmontierten Kamera, die das Implantat über eine drahtlose Induktionsschleife mit Bildern und Strom versorgt.
Bionisches Auge: Bilder werden von einer Kamera über eine drahtlose Induktionsschleife an den Argus II-Implantatchip gesendet, wobei der Empfänger an der Außenseite des Augapfels angebracht ist.
Es besteht die Hoffnung, dass die Auflösung und Granularität dieser Geräte weiter verbessert und die Geräte eigenständiger gemacht werden können. Beim Symposium von letzter Woche Eberhart Zrenner , Direktor des Instituts für Augenforschung der Universität Tübingen, präsentierte die Ergebnisse einer Studie mit einem Patienten, der acht Zentimeter hohe Buchstaben lesen konnte, wenn auch mit Hilfe eines großen Vergrößerungsgeräts namens Dioptrien Linse. Erreicht wurde dies durch ein Implantat mit einem Durchmesser von 3 Millimetern, das aus rund 1.500 Elektroden besteht, die jeweils mit einer Fotozelle verbunden sind. Diese Fotozellen werden sowohl zur Lichterfassung als auch zur Stromversorgung der Elektroden verwendet, sodass keine externe Stromversorgung oder Kamera erforderlich ist.
Obwohl das Gerät von Zrenner kompakt ist, ist es nur für die semichronische Implantation ausgelegt und kann nicht über längere Zeit im Körper verbleiben, sagt Mark Humayun , einem Netzhautchirurgen an der University of Southern California, der an den Argus-II-Studien beteiligt ist. Darüber hinaus, so Humayun, habe sich das Lesen von Texten bereits gezeigt, wenn auch mit deutlich größeren Buchstaben. Es bedeutet wenig nützliches Leseverständnis, nicht nur weil die Buchstaben zu groß sind, sondern weil es oft 30 Sekunden dauert, einen einzelnen Buchstaben zu erkennen, sagt er.
Cosendai sagt, dass das Feld derzeit kleine Schritte unternimmt und versucht, das Potenzial nicht zu überschätzen. Anfangs, sagt er, werden Netzhautimplantate nur dazu dienen, den Menschen zu helfen, sich zurechtzufinden und sich zu orientieren.
Die Signalverarbeitungsseite dieser Implantate bleibt eine zentrale technische Herausforderung, sagt Cosendai. Das Gehirn eines Patienten muss oft umgeschult werden, um sich an die neue Stimulation anzupassen.
Rolf Eckmiller , ein weiterer Forscher auf diesem Gebiet an der Universität Bonn, sagt, dass noch viel zu tun ist. Es gibt Fortschritte, aber wir haben den Arbeitsaufwand bisher unterschätzt, sagt er.
Das Sehen von Formen und Kanten kann vielen Menschen helfen, mobiler zu werden, sagt Eckmiller, aber es ist ein großer Schritt zur Wiederherstellung der vollen Sehkraft oder sogar der Fähigkeit, Gesichter zu erkennen oder zu lesen. Es gibt einen Unterschied zwischen dem Sehen und Erkennen einer Banane und dem Sehen von etwas, das eine Banane sein könnte, sagt er. Derzeit fehlt es uns an Verständnis für die Signale, die für diesen Sprung erforderlich sind, sagt er.