Yeni geliştirilen nöral-simülasyon yöntemi körlüğe çözüm olabilir

Yazan Hüseyin Kandemir
10 Eylül 2019 |   Kategori: Güncel / Literatür Print

Kalıcı körlük yakın gelecekte tarihe karışabilir. Bir grup bilim insanının yürüttüğü ve hayvanlarda ilk denemeleri başarılı olan nöral elektrotların kısa sürece içinde insanlarda da denenmesi bekleniyor. Araştırmacılar, optik siniri simüle ederek doğal görme duyusuna yakın görüş sağlayan dijital bir sistem geliştirdiler. Göz çukuruna yerleştirilen nöral elektrotlar saptadıkları optik uyarıları doğal sinirlere benzer şekilde beyne ileterek görme duyusunu taklit ediyor. OpticSELINE adlı verilen yeni bir tür intraneural elektrot kullanan araştırmacıların, tavşanlarda yaptıkları ilk testlerin oldukça başarılı olduğu açıklandı.

Sonuçları Nature Biomedical Engineering dergisinde yayımlanan çalışmayı yürüten EPFL Bertarelli Vakfı Başkanı Nöro-Mühendis ve Biyoelektronik Profesörü Silvestro Micera, geliştirdikleri intranöral stimülasyonu yönteminin duyusal fonksiyon restorasyonu için etkili çözümler sunduğunu ve bu sistemin yakın gelecekte insanlarda denenebileceğini belirtiyor.

Körlük dünyada yaklaşık 39 milyon insanı etkiliyor. Genetik, retina hasarı, travma, görsel kortekste felç, glokom, katarakt veya enfeksiyon gibi birçok faktör körlüğe neden olabiliyor. Günümüzde bazı körlükler ilaç tedavileri ile önlenebiliyor ancak görme yetisini yitirmiş milyonlarca insan için hiçbir medikal tedavi bulunmuyor.

Doğrudan görsel korteksi uyaran beyin implantı riskli olsa da başka bir stratejidir. Bir priori olan yeni intranöral çözelti, optik sinir ve beyne giden yol genellikle sağlam olduğu için dışlama kriterlerini en aza indirir.

Körlük ve kök hücre tedavisi: Yeni geliştirilen yöntem körlüğe çare olabilir

1990’lı yıllarda optik siniri uyarma girişimlerinin sonuçsuz kaldığını ama son dönemlerde bu alanda önemli gelişler sağlandığını söyleyen Nöro-Mühendis Profesör Diego Ghezzi, “O zamanlar, sinir elektrotları kullandılar. Ama bu elektrotlar katıydı ve hareket ettiklerinde, sinir liflerinin elektriksel uyarımını dengesiz hale getiriyordu. Bunun sonucunda elektiriksel sümülasyon yanlış görsel sonuçlar yaratıyordu. Normal durumlarda bile ancak pek belirgin olmayan görsel imajlar oluşturalabiliyordu.

Oysa yeni geliştirilen intranöral elektrotlar gerçekten deneklere zengin görsel bilgi sağlamak için çözüm olabilir. Bunlar, aynı zamanda kararlıdırlar ve bir deneğe implante edildikten sonra hareket etme riskleri de düşüktür. ”

Profesör Ghezzi ve Micera, 12 elektrotlu bir elektrot dizisi olan OpticSELINE’yi tasarlayarak önemli bir sorunu çözmüş oldular. Bu elektrotların optik sinir içindeki çeşitli sinir liflerini uyarmada ne kadar etkili olduğunu anlamak için bilim adamları, OpticSELINE vasıtasıyla optik sinire elektrik akımı verdiler ve beynin görsel korteks içindeki aktivitesini ölçtüler. Araştırmacılar daha sonra kortikal sinyallerin kodunu çözmek için ayrıntılı bir algoritma geliştirdiler.

Her uyarıcı elektrotun spesifik ve benzersiz bir kortikal aktivasyon paterni oluşturduğunu belirten Profesör Ghezzi, “İntranöral stimülasyonun, bilgilendirici görsel desenler sağlama potansiyeline sahip olduğunu biliyoruz. Bu modellerin ince ayarlamaları için yakın gelecekte yapılacak klinik çalışmalarda yer alacak hastalardan alınacak geri bildirimlerin çok faydalı olacağını düşünüyoruz. ”

Halen mevcut elektrot teknolojisinde bir insana ortalama 60 civarı elektrot içeren OpticSELINE sistemi uygulanabilecek. Bu sınırlı sayıda elektrot, normal bir göz kadar detaylı bir görüş sağlayamıyor. Ancak bu sınırlı görsel sinyaller bile hiç görmeyen biri için hayati değere sahip bir yaşam kalitesi sağlayabilir. Araştırmacılar, yakın gelecekte nöral elektrot teknolojisinin hızla gelişeceğini hiç görmeyen milyonlarca insanın normale yakın bir görüşe sahip olacağını düşünüyor.

Kaynak: Spatially selective activation of the visual cortex via intraneural stimulation of the optic nerve. Vivien Gaillet, Annarita Cutrone, Fiorenzo Artoni, Paola Vagni, Ariastity Mega Pratiwi, Sandra Alejandra Romero, Dario Lipucci Di Paola, Silvestro Micera & Diego Ghezzi. Nature Biomedical Engineering, 2019 DOI: 10.1038/s41551-019-0446-8

Abstract: Retina protezleri, dış retinal tabakanın distrofilerinden etkilenen hastalarda fonksiyonel bir görme şeklini eski haline getirebilir. Klinik kullanımın ötesinde, optik sinirin, görsel talamusun veya görsel korteksin uyarılması için protezler, görsel sistemi incelemek için araçlar olarak da kullanılabilir. Optik sinir stimülasyonu özellikle umut vericidir, çünkü doğrudan sinir liflerini aktive eder, görsel yolda aşağı akışta meydana gelen üst düzey bilgi işleminden faydalanır, optik saydamlık gerektirmez ve göz travması durumlarında etkili olabilir. Burada, anestezi uygulanmış tavşanlarda ve sayısal modellemenin desteğiyle, optik sinirin intrakranial segmentine yerleştirilen yüksek mekanik stabiliteye sahip intranöral bir elektrot dizisinin görsel kortekste elektriksel uyarılmaya, seçici aktivasyon düzenlerine neden olduğunu göstermektedir. Bu paternler kontralateral kortekse yerleştirilen bir ECoG dizisi ile elektrikle uyarılmış kortikal potansiyel olarak ölçülür. İntranöral elektrot dizisi, görsel stimülasyondaki elektriksel stimülasyonun etkilerinin daha fazla araştırılmasını sağlamalıdır ve kör hastalar için görsel bir protez olarak geliştirilebilir.

YAZIYI PAYLAŞ


YORUMUNUZ VAR MI?

avatar
Araç çubuğuna atla