Kann der magische „Retina-Chip“ Blinden helfen, ihr Augenlicht wiederzuerlangen?

Das Sehen ist für den Menschen eine wichtige Möglichkeit, Informationen aus der Außenwelt aufzunehmen, doch Blinde haben ihr normales Sehvermögen verloren. Wissenschaftler wollten Blinden schon immer dabei helfen, den Status quo zu ändern. Viele Wissenschaftler untersuchen beispielsweise etwas, das als „Retinal-Chip“ bezeichnet wird. Was genau macht dieser Retina-Chip? Funktioniert es?

Ich habe solche Neuigkeiten gesehen, als ich in der Grundschule war. Im Fernsehen hieß es, Wissenschaftler hätten ein Gerät entwickelt, das Blinden helfen könne, die Welt zu sehen. In den Nachrichten war auch zu sehen, wie eine blinde Person es trug, um Hindernissen auszuweichen. Ein paar Tage später sah ich es in der Zeitung. Die Schlagzeile lautete: „Elektronische Augen helfen Blinden, wieder zu sehen.“ Damals führte unsere Klasse einmal einen Sketch auf, in dem wir sagten, dass wir später einmal Wissenschaftler werden wollen, und wir zitierten auch diese Neuigkeit. Zufälligerweise war auch die Forschungsrichtung, die ich als Kind verfolgte, damit verbunden.

Tatsächlich ist das, was wir oft über die Hilfe für blinde Menschen sagen, damit sie „ihr Augenlicht wiedererlangen“, nicht ganz richtig. Blindheit bedeutet nicht unbedingt, dass man überhaupt kein Licht sehen kann. Nach den Standards der Weltgesundheitsorganisation gilt eine Person als blind, wenn ihr Auge mit besserer Sehkraft weniger als 0,05 beträgt, unabhängig von der Stärke der Korrektur. Was bedeutet 0,05? Die höchste Zahl oben auf der Sehtafel bei unseren körperlichen Untersuchungen ist 0,1. Wenn er größer ist, können Sie selbst mit der am besten geeigneten Brille nicht erkennen, in welche Richtung Ihr Mund zeigt. Darüber hinaus gilt auch ein Sichtfeldradius von weniger als 10 Grad als Blindheit.

Wissenschaftler haben sich außerdem viele verschiedene Möglichkeiten überlegt, um das Sehvermögen blinder Menschen zu verbessern. Im Jahr 1978 schlugen Wissenschaftler eine Methode namens „Phosphen“ vor, bei der Elektrodenanordnungen direkt zur Stimulation des Sehzentrums des Gehirns verwendet wurden. Denn wenn Menschen Dinge sehen, ist es zwar letztlich das Gehirn, das sie spürt, obwohl sie sie mit den Augen sehen. Wenn Sie also den Bereich des Gehirns, der für das Sehen zuständig ist, direkt stimulieren, kann dies bei genau richtiger Stimulation dazu führen, dass dieser Bereich das „Sehen“ direkt empfindet. Allerdings haben sich später nur wenige Menschen mit dieser Methode befasst, da sie riskant ist, eine Kraniotomie erfordert und anfällig für Infektionen ist. Darüber hinaus ist es sehr kompliziert, Menschen dazu zu bringen, das entsprechende Gefühl zu empfinden.

Neben der direkten Stimulation des Gehirns besteht eine weitere Methode darin, bei den Augen anzusetzen. Dabei handelt es sich um das, was wir eingangs erwähnt haben, einen sogenannten Retina-Chip oder eine Retina-Prothese bzw. Sehprothese, die hauptsächlich zur Behandlung von Blindheit aufgrund von Netzhauterkrankungen eingesetzt wird. Es gibt bereits erfolgreiche Fälle, in denen kommerzielle Unternehmen dies tun.

Jeder kennt die Funktion der Netzhaut. Durch den Augapfel werden Licht und Schatten der Außenwelt auf der Netzhaut gebildet. Nachdem die Netzhaut dieses Bild erfasst hat, wird es an das Sehzentrum des Gehirns weitergeleitet und dann haben wir das Gefühl zu sehen. Tatsächlich wandelt die Netzhaut Lichtsignale in elektrische Signale um. Da es sich bei den wahrgenommenen Signalen um Lichtsignale handelt, übermitteln die Nerven bei der Übertragung an das Gehirn vorwiegend elektrische Signale.

Einige Leute haben dieses Prinzip nachgeahmt und Netzhautprothesen, also Netzhautchips, hergestellt. Auch bei diesem Prinzip gibt es zwei Arten, eine heißt „aktiv“ und die andere „passiv“. Der passive Typ ist leichter zu verstehen. Wenn Ihre Netzhaut beschädigt ist, werde ich ein Gerät herstellen und es in den menschlichen Augapfel einsetzen, um Licht wahrzunehmen. Nachdem der Sensor das Licht erfasst hat, erzeugt er durch Schaltkreisverarbeitung ein elektrisches Stimulationssignal, das die Funktionszellen in der Netzhaut stimuliert und es dann an den Sehnerv weiterleitet. Das ist so, als würde ich ein Gerät bauen, das Lichtsignale in elektrische Signale umwandelt und so die Funktion der Netzhaut direkt ersetzt.

Es gibt auch einen aktiven Typ, der die Außenwelt mithilfe einer Kamera erfasst, diese dann verarbeitet und kodiert und drahtlos an den Netzhautchip überträgt, von wo aus sie an die Elektroden weitergeleitet werden, um elektrischen Strom zur Stimulation des Sehnervs zu erzeugen. Da diese Elektroden natürlich in die Augen implantiert werden sollen, kommen flexible Elektroden mit besonders guter Biokompatibilität zum Einsatz.

Dieser aktive Typ wurde früher von einer ausländischen Marke namens Argus verkauft. Ihre zweite Generation verfügt über 60 Pixel und in einigen Ländern besitzen sie eine Lizenz, diese in Menschen zu implantieren. Natürlich war es teuer, die Operation kostete 150.000 Dollar, aber die Ergebnisse waren ziemlich gut. Manche Leute sagen, das sei ein ziemlich guter Effekt? Was kann man mit nur 60 Pixeln sehen? Es muss so verschwommen sein! Es kommt darauf an, wie man es vergleicht. Wenn Sie einem Menschen mit normaler Sehkraft einen 60-Pixel-Chip einbauen, wird er Sie töten. Aber für einen Patienten, der kaum etwas sehen kann, ist die Fähigkeit, jetzt 60 Pixel zu sehen, eine große Verbesserung.

Außerdem hatte ihr Unternehmen ursprünglich geplant, eine dritte Generation zu entwickeln, die 1.000 Pixel erreichen könnte. Da die Geschäftstätigkeit des Unternehmens jedoch nicht sehr gut lief, fusionierte es später mit einem anderen Unternehmen. Ich habe gehört, dass es schwierig ist, einen Kundendienst zu gewährleisten. Viele Menschen führen diese Forschung jedoch noch immer fort und ihre Teamleiter sind auch nach China gekommen, um gemeinsam mit einigen Institutionen Forschungsarbeiten durchzuführen. Wir hoffen auch in Zukunft auf weitere Durchbrüche.

Neben Retina-Chips gibt es tatsächlich noch eine weitere Art von Blindenhilfsmitteln, die blinden Menschen helfen. Es muss nicht implantiert werden. Der Blinde kann es in den Mund nehmen und es erzeugt ein Gefühl, das dem „Sehen“ ähnelt. Ist es nicht erstaunlich? Interessierte Freunde können suchen und vorbeischauen. Ich werde es Ihnen bei Gelegenheit ausführlich erklären.

In jedem Fall hilft es Blinden, ihr Leben zu verbessern, was auch eine der sozialen Verantwortungen von Wissenschaftlern ist.

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Autor: Zhang Yuzhi

Gutachter: Huang Yongguang (Associate Researcher, Institut für Halbleiter, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.