Функциональный протез глаза — достижение, о котором мечтают тысячи незрячих и к которому десятки лет стремятся медицина и биотехнологии. Восстановление утраченного зрения пока возможно далеко не во всех случаях. Появляются (и мы писали о некоторых) экспериментальные методы, позволяющие в какой-то степени решить проблему. Исследователи, представляющие Гонконгский университет науки и техники (The Hong Kong University of Science and Technology), сообщают о важном шаге по пути к совершенному бионическому глазу.
В журнале Nature опубликована статья, в которой сообщается о прототипе полусферической искусственной сетчатки, построенной на основе нанопроволок высокой плотности и структурно схожей с элементами человеческого глаза. Сферическая форма сетчатки до сих пор была одной из основных проблем для биомиметических устройств.
Свет входит в наши глаза через изогнутую линзу — и это означает, что на сетчатку попадает искривлённое изображение. При использовании плоского датчика для захвата изображения появляются сложности с фокусировкой. Решить проблему фокусировки мог бы ИИ, но как разместить в задней части человеческого глазного яблока компьютер достаточной мощности? К тому же зрение должно работать «в реальном времени», с крайне малой задержкой. Так что нужен датчик в форме полушария.
Всё начинается с полусферы из алюминиевой фольги. После электрохимической обработки фольга становится диэлектриком — оксидом алюминия, поверхность которого пронизана наноразмерными порами. Часто расположенные отверстия становятся каналами для перовскитных нанопроволок, имитирующих работу естественной сетчатки. Дополняет конструкцию искусственная линза, заполненная ионной жидкостью, своего рода имитация стекловидного тела нашего глазного яблока.
Ионная жидкость важна, именно она позволяет нанопроволокам детектировать свет и передавать сигнал об этом на внешнее, обрабатывающее изображение устройство.
Параметры искусственного глаза впечатляют. Он может реагировать на длины волн света до 800 Нм, захватывая ближний инфракрасный диапазон. Время обработки сигнала приблизительно 19 мс, человеческий глаз в среднем в два раза медленнее. Разумеется, устройство не имеет и слепого пятна.
Впрочем, остаётся нерешённым главный вопрос — как соединить всё это великолепие с мозгом человека? Даже самые оптимистические прогнозы предполагают, что для его решения потребуются десятилетия работы.