Искусственная кибер-сетчатка из жидкого металла дала слепым мышам способность видеть инфракрасный свет

Южнокорейские ученые и инженеры создали гибкий киберимплант, пока-что для слепых мышей, преобразующий ближний инфракрасный свет в электрические сигналы для стимуляции зрительных нервов. Этот подход позволяет различать свет без повреждения клеток глаза твердыми электродами. И хотя уже есть очки позволяющие видеть в ИК и УФ-спектрах, пока неизвестно, как человеческий мозг воспримет невидимый спектр с таким киберимплантом.

Некоторые генетические или возрастные заболевания приводят к дегенерации фоторецепторов сетчатки, вызывая слепоту. При этом другие клетки, такие как ганглионарные, остаются невредимыми и могут передавать сигналы в мозг.

Инженеры давно пытаются компенсировать работу погибших рецепторов с помощью микроэлектронных систем, улавливающих свет и передающих микротоки на ганглионарные клетки. Однако проблема прошлых протезов заключалась в жесткости материалов, повреждающих мягкие ткани глазного дна.

Авторы новой работы предложили использовать ближнее инфракрасное излучение, невидимое для глаза. Это позволило бы избежать перекрытия естественного зрения.

Ученые создали мягкий протез на базе жидкого металла, стимулирующего нейроны сетчатки при облучении ближним инфракрасным светом. Результаты исследования опубликованы на сайте nature.

Такая кибертехнология представляет собой ультратонкую пленку с кремниевыми транзисторами и микроэлектродами. Контакты выполнены из сплава галлия и индия, жидкого при температуре тела. Сплав в тысячи раз мягче классических проводников и близок по упругости к биологическим тканям глаза. На кончики контактов нанесена платина для улучшения проводимости. Поверх расположен фильтр, блокирующий видимый спектр.

Сначала безопасность устройства проверили на культуре пигментных клеток человека и изолированной сетчатке. Имплантат оказался нетоксичным и стабильным во влажной среде, но это не гарантирует, что мозг киборга (человек, чьё тело улучшено кибернетикой) не выдаст каких-то фатальных ошибок.

Хотя, учитывая очень большую нейропластичность нашего интеллекта, не должно возникнуть никаких проблем, чтобы мозг овладел новыми (сверх)возможностями.Но пока нет реальных фактов и данных, точно невозможно сказать

Пока-что искусственную бионическую сетчатку мышам с генетической мутацией, вызывающей полную дегенерацию фоторецепторов. Мышам светили синим и инфракрасным светом, регистрируя активность в зрительной коре. У грызунов электрические сигналы возникали только в ответ на инфракрасное излучение. Здоровые мыши успешно реагировали на оба типа света. Также ученые подтвердили передачу сигнала от глаза в мозг, но не смогли восстановить обработку этих импульсов по электроэнцефалограмме.

В поведенческом тесте мышей приучили слизывать воду из трубки в ответ на оптический сигнал. Слепые животные научились реагировать на инфракрасные вспышки так же надежно, как здоровые на оптический сигнал.

Киберимплант совместим с тканями глаза и передает информацию об инфракрасном освещении в мозг. Однако передача импульса не формирует полноценную картину мира. Субъективное восприятие может быть хаотичным, а не тепловизионным зрением.

Вон Ги Чанг и его коллеги отмечает, что потенциально, внедрение жидких металлов и перенос чувствительности транзисторов в невидимый спектр могут расширить возможности медицины в борьбе со слепотой. Но для доказательства применимости технологии на людях инженерам нужно сократить энергопотребление устройства и провести более сложные тесты.

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: