Находящиеся на грани слепоты люди вновь обрели способность читать благодаря инновационному электронному глазному импланту и очкам дополненной реальности. Об этом сообщается по итогам клинического исследования, проведенного учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL) и офтальмологической клиники Мурфилдз.
Результаты европейского исследования, опубликованные в журнале The New England Journal of Medicine, показали, что 84% участников смогли снова распознавать буквы, цифры и слова, используя протезированное зрение в глазу, ослепшем ранее из-за географической атрофии, вызванной сухой формой возрастной макулярной дегенерации (ВМД). Это состояние в настоящее время считается неизлечимым.
Пациенты, которым был установлен имплант, в среднем смогли прочитать до пяти строк на стандартной таблице проверки зрения. До операции некоторые из них не могли даже различить саму таблицу.
В исследовании приняли участие 38 пациентов из 17 больниц в пяти странах. Тестировался новаторский имплант под названием PRIMA. Офтальмологическая клиника Мурфилдз была единственным британским центром. Все участники до операции полностью утратили центральное зрение в глазу, который подвергся лечению.
Сухая форма ВМД постепенно разрушает светочувствительные клетки макулы, со временем ухудшая центральное зрение. На поздней стадии, известной как географическая атрофия (ГА), дегенерация может привести к полной слепоте пораженного глаза по мере разрушения центральной части макулы. Около 5 миллионов человек в мире страдают от ГА, и на сегодняшний день эффективного лечения этого состояния не существует. Участники исследования сохраняли лишь периферическое зрение.
Этот имплант стал первым в своем роде, способным восстановить способность читать буквы, цифры и слова с помощью глаза, полностью утратившего зрение.
Махи Мукит, доцент Института офтальмологии UCL и старший витреоретинальный консультант в клинике Мурфилдз, руководивший британской частью исследования, отметил, что «в истории искусственного зрения это знаменует новую эру». Он подчеркнул, что слепые пациенты теперь могут получить значимое восстановление центрального зрения, чего раньше не удавалось достичь.
«Возвращение способности читать значительно улучшает качество их жизни, поднимает настроение и помогает восстановить уверенность в себе и независимость. Операция по установке чипа PRIMA может быть безопасно выполнена любым квалифицированным витреоретинальным хирургом менее чем за два часа – это ключевой фактор для обеспечения доступа всех слепых пациентов к этой новой медицинской терапии при ГА и сухой форме ВМД», – добавил Мукит.
Процедура начинается с витрэктомии – удаления стекловидного тела глаза, расположенного между хрусталиком и сетчаткой. Затем хирург через небольшое отверстие вводит микрочип размером всего 2х2 мм, напоминающий SIM-карту, под центральную часть сетчатки.
После операции пациенты используют очки дополненной реальности, оснащенные видеокамерой, которая подключена к карманному компьютеру с функцией масштабирования, носящемуся на поясе.
Примерно через месяц после операции, когда глаз заживает, имплант активируется. Камера очков фиксирует изображение и проецирует его в виде инфракрасного луча на чип. Алгоритмы искусственного интеллекта (ИИ) в компьютере обрабатывают эти данные и преобразуют их в электрические сигналы, которые по клеткам сетчатки и зрительного нерва передаются в мозг. Мозг интерпретирует эти сигналы как изображения, позволяя пациентам видеть.
В ходе тренировок пациенты учатся сканировать текст, используя очки, и регулировать увеличение для чтения. Каждый участник прошел несколько месяцев реабилитации, чтобы научиться интерпретировать эти новые сигналы и восстановить навыки чтения.
Ни у одного из участников не было зафиксировано ухудшения оставшегося периферического зрения. Полученные результаты открывают путь к получению регуляторного одобрения устройства и его более широкому клиническому применению.
Шейла Ирвин, одна из пациенток клиники Мурфилдз, участвовавшая в испытании и страдающая возрастной макулярной дегенерацией, поделилась своим опытом: «Я хотела участвовать в исследованиях, чтобы помочь будущим поколениям, и мой оптик предложил мне связаться с Мурфилдз. До установки импланта мои глаза были словно с двумя черными дисками, а внешняя часть искажена».
Она добавила: «Я была заядлым книголюбом и очень хотела вернуть это. Я нервничала, волновалась, испытывала все эти чувства. Боли во время операции не было, но вы все равно осознаете происходящее. Это новый способ видеть, и было невероятно увлекательно, когда я начала различать буквы. Учиться читать заново непросто, но чем больше часов я тратила, тем лучше у меня получалось».
«Команда Мурфилдз ставила передо мной задачи, например, «Посмотрите свой рецепт», где всегда очень мелкий шрифт. Мне нравится испытывать себя, пытаться прочитать мелкий текст на банках, разгадывать кроссворды», – рассказала Ирвин.
«Это произвело огромное изменение. Чтение переносит вас в другой мир, и теперь я определенно более оптимистична», – заключила она.
Международное исследование возглавил доктор Франк Хольц из Боннского университета, а его участники были из Великобритании, Франции, Италии и Нидерландов.
Устройство PRIMA System, использованное в этой операции, разрабатывается компанией Science Corporation (science.xyz), специализирующейся на интерфейсах «мозг – компьютер» и нейроинженерии.
Устройство представляет собой новый беспроводной субретинальный фотоэлектрический имплант, работающий в паре со специальными очками, которые проецируют ближний инфракрасный свет на имплант. Последний функционирует как миниатюрная солнечная панель.
Его толщина составляет 30 микрометров (0,03 мм), что примерно вдвое тоньше человеческого волоса.
Функция масштабирования позволяет пациентам увеличивать буквы. Имплант вживляется в субретинальный слой, под уже отмершие клетки сетчатки. Пока очки и поясной компьютер не включены, имплант не передает никаких визуальных стимулов или сигналов в мозг.
Помимо тренировок по чтению и регулярных занятий, пациентам предлагалось исследовать новые способы использования устройства. Например, Шейла научилась разгадывать головоломки и кроссворды, а один из французских пациентов использовал имплант для навигации в парижском метро. Обе эти задачи оказались более сложными, чем простое чтение.
Махи Мукит также выразил уверенность, что «дверь для медицинских устройств в этой области открыта, поскольку в настоящее время не существует лицензированного лечения сухой формы ВМД – его просто нет».
Он предполагает, что «в будущем это может быть использовано для лечения множества заболеваний глаз».
«Процесс реабилитации является ключевым для этих устройств. Это не так, будто вы вставляете чип в глаз, и сразу снова видите. Необходимо научиться использовать этот тип зрения», – объяснил исследователь.
«Это пожилые пациенты, которые больше не могли читать, писать или распознавать лица из-за потери зрения. Раньше они не могли даже увидеть таблицу для проверки зрения. Они перешли от полной темноты к возможности снова пользоваться своим зрением, и исследования показали, что чтение – одна из вещей, по которым пациенты с прогрессирующей потерей зрения скучают больше всего», – заключил Мукит.
