समय आपके शरीर का मित्र नहीं है। साल आपके बालों के रंग को दूर कर देंगे, आपके जोड़ों की दुर्बलता को कम करेंगे, आपकी त्वचा की लोच को मिटाएंगे। उम्र के इन कई संकेतों के बीच, हालांकि, सबसे खराब में से एक दृष्टि की संभावित हानि है।
उम्र से संबंधित दृष्टि हानि का प्रमुख कारण मैक्यूलर डिजनरेशन है - एक ऐसा रोग जो धीरे-धीरे केंद्रीय दृष्टि से दूर हो जाता है, जिससे आपके देखने के क्षेत्र के बीच में एक धुंधला या गहरा छेद हो जाता है। नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ का अनुमान है कि 2020 तक 40 साल से अधिक उम्र के लगभग 30 लाख अमेरिकी बीमारी के किसी न किसी चरण से पीड़ित होंगे। लेकिन दृष्टि हानि बुजुर्गों तक सीमित नहीं है। रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा, आनुवंशिक रूप से विरासत में मिली बीमारी, संयुक्त राज्य में 4, 000 लोगों में से लगभग 1 पर हमला करता है - दोनों युवा और बूढ़े।
रोग फोटोरिसेप्टर को लक्षित करते हैं, जो आंख के पीछे रॉड- और शंकु के आकार की कोशिकाएं हैं। ये कोशिकाएँ प्रकाश को एक विद्युत संकेत में परिवर्तित करती हैं जो ऑप्टिक तंत्रिका के माध्यम से मस्तिष्क तक जाता है। मैक्यूलर डिजनरेशन और रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा इन फोटोरिसेप्टर्स को तोड़ते हैं। बीमारी के सबसे उन्नत रूपों में, कई कार्य सहायता के बिना लगभग असंभव हो जाते हैं: पाठ पढ़ना, टीवी देखना, कार चलाना, यहां तक कि चेहरे की पहचान करना।
हालांकि प्रभाव गंभीर हैं, लेकिन सभी आशाएं खो नहीं जाती हैं। रेटिना के शेष न्यूरॉन्स और कोशिकाएं जो विद्युत संकेतों को संचारित करती हैं, अक्सर बरकरार रहती हैं। इसका मतलब है कि अगर वैज्ञानिक एक उपकरण को रिग कर सकते हैं जो अनिवार्य रूप से छड़ और शंकु के कार्य का अनुकरण कर सकता है, तो शरीर अभी भी परिणामस्वरूप संकेतों को संसाधित कर सकता है।
दुनिया भर के शोधकर्ता और डेवलपर ऐसा करने का प्रयास कर रहे हैं। स्टैनफोर्ड में एक टीम एक छोटे और चिकना समाधान का उपयोग कर रही है: छोटे फोटोडायोड प्रत्यारोपण, एक बाल की चौड़ाई का एक हिस्सा, जो रेटिना के क्षतिग्रस्त हिस्से के नीचे डाला जाता है।
स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के नेत्र विज्ञान के प्रोफेसर डैनियल पालेंकर ने काम के बारे में एक प्रेस विज्ञप्ति में कहा, "यह आपकी छत पर सौर पैनलों की तरह काम करता है, जो विद्युत प्रवाह में प्रकाश को परिवर्तित करता है"। "लेकिन आपके रेफ्रिजरेटर के लिए बहने वाले प्रवाह के बजाय, यह आपके रेटिना में बहता है।"
प्राइमा में रेटिना प्रत्यारोपण, वीडियो कैमरा के साथ चश्मे की एक जोड़ी और एक पॉकेट कंप्यूटर होता है। (डैनियल पालेंकर लैब) डब किया हुआ PRIMA (फोटोवोल्टिक रेटिनल IMplAnt), मिनट पैनल को चश्मे के एक सेट के साथ जोड़ा जाता है जिसमें केंद्र में वीडियो कैमरा लगा होता है। कैमरा परिवेश की तस्वीरें लेता है और वायरलेस रूप से प्रसंस्करण के लिए छवियों को एक पॉकेट कंप्यूटर में स्थानांतरित करता है। फिर चश्मा अवरक्त प्रकाश के पास दालों के रूप में आंखों को संसाधित छवियों को बीम करते हैं।
PRIMA के नवीनतम पुनरावृत्ति भर में सिलिकॉन "सौर पैनल" के छोटे सरणी - प्रत्येक लगभग 40 और 55 माइक्रोन-आईआर प्रकाश को उठाता है और इसे एक विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है, जो शरीर के प्राकृतिक नेटवर्क के माध्यम से न्यूरॉन्स में भेजा जाता है और एक में परिवर्तित होता है मस्तिष्क में छवि।
डिवाइस का परीक्षण करने के लिए, टीम ने चूहों में छोटे PRIMA पैनलों को प्रत्यारोपित किया, फिर उन्हें प्रकाश की चमक से अवगत कराया, दृश्य कोर्टेक्स पर प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड द्वारा उनकी प्रतिक्रिया को मापते हुए - मस्तिष्क का वह हिस्सा जो कल्पना की प्रक्रिया करता है। उस समय उनके द्वारा विकसित किए गए 70 माइक्रोन प्रत्यारोपण का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि चूहों में अमेरिका में लगभग 20/250 दृष्टि थी - कानूनी अंधापन से थोड़ा ऊपर, जो कि 20/200 दृष्टि है। इसका मतलब यह है कि एक व्यक्ति 20 फीट पर देख सकता है, जो कि पूर्ण दृष्टि वाला व्यक्ति 250 फीट की दूरी पर देख सकता है, जो अपने आसपास के अधिकांश धुंधलेपन का प्रतिपादन करता है।
"70 माइक्रोन पिक्सेल वाले इन मापों ने हमारी आशाओं की पुष्टि की है कि कृत्रिम दृश्य तीक्ष्णता पिक्सेल पिच द्वारा सीमित है [या एक पिक्सेल के केंद्र से अगले पिक्सेल के केंद्र तक की दूरी]। इसका मतलब है कि हम पिक्सेल को छोटा करके इसे बेहतर बना सकते हैं।, "पलन्कर ईमेल के माध्यम से लिखते हैं। वे पहले ही तीन चौथाई पिक्सेल का आकार विकसित कर चुके हैं। "हम अब और भी छोटे पिक्सेल पर काम कर रहे हैं, " वे लिखते हैं।
बेशक, इस लक्ष्य का पीछा करने वाली एकमात्र टीम नहीं है। कैलिफ़ोर्निया की एक दूसरी कंपनी, दूसरी दृष्टि से आर्गस II नामक एक उपकरण ने पहले ही फरवरी 2013 में यूएस में स्वीकृत बाजार में बाजार बना दिया था, जिसमें गंभीर रेटिनिटिस पिगमेंटोसा वाले रोगियों के लिए खाद्य और औषधि प्रशासन, मूल सेटअप PRIMA के समान है। लेकिन एक सौर पैनल के बजाय, इम्प्लांट इलेक्ट्रोड का एक ग्रिड है, जो मटर के आकार के इलेक्ट्रॉनिक्स केस और आंतरिक एंटीना से जुड़ा हुआ है। एक चश्मा कैमरा एक छवि लेता है जिसे एक छोटे से कंप्यूटर द्वारा संसाधित किया जाता है और फिर वायरलेस रूप से प्रत्यारोपण को प्रेषित किया जाता है, जो छवि बनाने के लिए विद्युत संकेतों को आग लगाता है।
लेकिन इस प्रणाली में कई कमियां हैं। इम्प्लांट के इलेक्ट्रॉनिक्स भारी हैं और एंटीना घरेलू उपकरणों या सेल फोन जैसे अन्य एंटीना-आधारित उपकरणों से हस्तक्षेप का अनुभव कर सकते हैं। डिवाइस में सीमित रिज़ॉल्यूशन भी है, अतिरिक्त इमेज प्रोसेसिंग के बिना विज़न को लगभग 20 / 1, 260 पर पुनर्स्थापित करता है। इस सीमित संकल्प के कारण, एफडीए ने केवल उन रोगियों में इसके उपयोग को मंजूरी दी है जो लगभग पूरी तरह से अंधे हैं।
कैलिफोर्निया के सैन डिएगो विश्वविद्यालय के जैकब रेटिना सेंटर के निदेशक विलियम फ्रीमैन कहते हैं, "एफडीए एक आंख में दृष्टि को नुकसान पहुंचाने का जोखिम नहीं उठाना चाहता है, क्योंकि पहले से ही कुछ है, क्योंकि दृश्य बहाली की मात्रा न्यूनतम है।" । "आप थोड़ा मिल सकते हैं, लेकिन यह बहुत कुछ नहीं है।"
कई और तकनीकें भी काम कर रही हैं। एक जर्मन कंपनी रेटिनल इम्प्लांट एजी एक डिजिटल चिप का उपयोग करती है, जो एक कैमरे में पाया जाता है। लेकिन मनुष्यों में प्रौद्योगिकी के लिए प्रारंभिक परीक्षण मिश्रित किए गए हैं। फ्रीमैन एक अन्य कंपनी, नैनोवेसन का हिस्सा है, जो नैनोवायर प्रत्यारोपण को नियोजित करता है जो प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में मुश्किल से बड़ा होता है। यद्यपि वे PRIMA के फोटोडियोड्स के समान काम करते हैं, फ़्रीमैन का कहना है कि वे प्रकाश के प्रति अधिक संवेदनशील होने की क्षमता रखते हैं और भविष्य के रोगियों को ग्रेस्केल पर देखने में मदद कर सकते हैं - न कि केवल काले और सफेद। इसकी प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए तकनीक अभी भी पशु परीक्षणों में है।
नेशनल आई इंस्टीट्यूट में रेटिना रोगों के कार्यक्रम के निदेशक ग्रेस एल शेन कहते हैं, "इन सभी तकनीकों के लिए, ऐसी सीमाएं हैं जो आंतरिक हैं।" हालांकि प्रोस्थेसिस अनुसंधान में सीधे शामिल नहीं हैं, शेन ग्रांकर के काम का समर्थन करने वाले अनुदानों में से एक के लिए कार्यक्रम अधिकारी के रूप में कार्य करता है।
PRIMA दूसरी दृष्टि की तरह इलेक्ट्रोड-आधारित समाधानों की कुछ सीमाओं को संबोधित करता है। यद्यपि यह जो चित्र पैदा करता है वह अभी भी काले और सफेद हैं, PRIMA तारों या एक एंटीना की आवश्यकता के बिना उच्च संकल्प का वादा करता है। और क्योंकि प्रत्यारोपण मॉड्यूलर हैं, इसलिए उन्हें प्रत्येक व्यक्तिगत रोगी के अनुरूप बनाया जा सकता है। "आप एक बड़े दृश्य क्षेत्र को कवर करने की आवश्यकता के रूप में कई डाल सकते हैं, " पलन्कर कहते हैं।
प्राइमा भी प्रत्यारोपण के लिए आसान है। रेटिना का एक भाग द्रव के इंजेक्शन के साथ अलग हो जाता है। फिर सौर पैनलों के साथ भरी हुई एक खोखले सुई, आवश्यक रूप से आंखों में पैनलों को स्थिति देने के लिए उपयोग की जाती है।
लेकिन जैसा कि सभी नेत्र शल्यचिकित्साओं में होता है, जोखिम होते हैं, सैन फ्रांसिस्को के कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में नेत्र रोग विशेषज्ञ जैक्स डंकन बताते हैं, जो काम में शामिल नहीं थे। उप-रेटिना सर्जरी के लिए PRIMA की आवश्यकता होती है, इन जोखिमों में रेटिना टुकड़ी, रक्तस्राव और निशान शामिल हैं। इस बात की भी संभावना है कि यदि उपकरण को सही तरीके से नहीं रखा गया है, तो यह अवशिष्ट दृष्टि को नुकसान पहुंचा सकता है।
कहा कि, नए डिवाइस पर डंकन का सकारात्मक है। "मुझे लगता है कि यह एक रोमांचक विकास है, " वह कहती हैं। "PRIMA दृष्टिकोण दृश्य तीक्ष्णता प्रदान करने के लिए बहुत अधिक क्षमता रखता है जो कि तुलना में, या वर्तमान में स्वीकृत द्वितीय दृष्टि ARGUS II डिवाइस की तुलना में बेहतर हो सकता है।"
जैसा कि एर्गस II प्रत्यारोपण वाले एक मरीज एंथनी आंद्रेओटोला ने इस साल की शुरुआत में सीबीएस को बताया था, उनकी दृष्टि निश्चित रूप से सीमित है: "मैं कार या बस या ट्रक के बीच अंतर बता सकता हूं। मैं आपको यह नहीं बता सकता कि कार क्या बनाती है। है।" लेकिन आगे बढ़ने की संभावना रोगियों को दे रही है - जिसमें आंद्रेओटोला भी शामिल है, जो रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा से पीड़ित है और जब तक वह अपने 30 के दशक तक पहुंच गया था, तब तक सभी दृष्टि खो चुके थे - भविष्य के लिए आशा।
बाजार के लिए तैयार होने से पहले PRIMA अभी भी एक लंबी सड़क है। टीम ने फ्रांस के पिक्सियम विजन के साथ भागीदारी की है और साथ में वे व्यावसायीकरण की दिशा में काम कर रहे हैं। पलानकर और उनके सह-आविष्कारक प्रौद्योगिकी से संबंधित दो पेटेंट रखते हैं। अगला कदम मानव परीक्षण है, जिसमें से पहला फ्रांसीसी नियामक एजेंसी द्वारा अनुमोदित किया गया था। परीक्षण छोटे शुरू हो जाएंगे, सिर्फ पांच मरीज जिन्हें 36 महीनों के दौरान अध्ययन किया जाएगा। "हम देखना चाहते हैं कि थ्रेसहोल्ड क्या हैं और सर्जिकल मुद्दे हैं, " पलंकर कहते हैं।
शेन के मुताबिक ये परीक्षण उपकरण के लिए आधार साबित होंगे। "जब तक वे वास्तव में मनुष्यों में इसका परीक्षण नहीं करते तब तक हम यह सुनिश्चित नहीं कर सकते कि क्या लाभ हैं।"
दाईं ओर की छवि एक 1-मिमी चौड़ी सरणी दिखाती है जो सबको एक चूहे की आंख में प्रत्यारोपित करती है। SEM छवि सरणी का एक उच्च आवर्धन प्रदर्शित करता है, जिसमें 70um पिक्सल होता है, जो कि पोरलाइन आंख में रेटिना पिगमेंट एपिथेलियम पर रखा जाता है। बाईं ओर रंग सम्मिलित हेक्सागोनल सरणी में एक एकल पिक्सेल दिखाता है। (डैनियल पालेंकर लैब) अभी, शेन बताते हैं, दृश्य स्पष्टता डिवाइस प्रदान करते हैं कि वह क्या "सार्थक दृश्य छवियों" पर विचार नहीं करता है। यह केवल तंत्रिका मार्गों की बेहतर समझ के द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। "अगर आपके पास तारों का एक गुच्छा है, तो यह एक रेडियो नहीं बनाता है, " वह कहती हैं। "आपके पास वायरिंग सही होना आवश्यक है।"
वही दृष्टि का सच है; यह प्लग-एंड-प्ले सिस्टम नहीं है। संपूर्ण तंत्रिका मार्ग का मानचित्रण करके, तभी शोधकर्ता प्रोस्थेटिक उपकरणों, शायद यहां तक कि रंगीन छवियों का उपयोग करके तेज चित्र बनाने की उम्मीद कर सकते हैं।
पलंकर सहमत हैं। "एक ईमेल में लिखते हैं, " प्राकृतिक रूप से संभव के रूप में प्राकृतिक के करीब रेटिना आउटपुट उत्पन्न करने के लिए शेष रेटिनल सर्किटरी का उचित उपयोग करना, "वह एक ईमेल में लिखते हैं।
वहाँ भी हैं दृष्टि रोग जहां इन समाधानों के कई काम नहीं करेंगे, Freeman कहते हैं। मोतियाबिंद से दृष्टि हानि एक उदाहरण है। "आंतरिक रेटिना कोशिकाएं मृत हैं, इसलिए आप जो भी उत्तेजित करते हैं उसका मस्तिष्क से कोई संबंध नहीं है, " वे कहते हैं।
लेकिन सभी क्षेत्रों के शोधकर्ताओं का स्कोर इस मामले पर है कि हम जो जानते हैं उसकी सीमाओं को आगे बढ़ाते हैं - इंजीनियर, भौतिक वैज्ञानिक, जीवविज्ञानी और अन्य। हालांकि इसमें कुछ समय लग सकता है, लेकिन अभी भी आने की संभावना है। हमारे सेल फोन और कैमरों की तरह, शेन कहते हैं, सिस्टम ने पिछले कुछ दशकों में तेजी से, अधिक कुशल और छोटे हो गए हैं। "मुझे उम्मीद है कि हम अभी तक अपनी सीमा तक नहीं पहुँचे हैं, " वह आगे कहती हैं।
फिलहाल प्रमुख, फ्रीमैन कहते हैं, उम्मीदों का प्रबंधन कर रहा है। एक तरफ, शोधकर्ता लोगों को झूठी उम्मीद नहीं देने की कोशिश कर रहे हैं। "दूसरी ओर, आप लोगों को बताना नहीं चाहते कि यह एक निराशाजनक बात है, " वे कहते हैं। "हम कोशिश कर रहे हैं, और मुझे लगता है कि अंततः इनमें से एक या अधिक दृष्टिकोण काम करने वाले हैं।"
