مطالعه چشم بیونیك راه را برای آزمایش های انسانی هموار می كند چشم بیونیك از سیستم های الكترونیكی تشكیل شده است كه شامل سنسورهای تصویر، میكرو پردازشگرها، گیرنده ها، فرستنده های رادیویی و تراشه های شبكیه می باشد. به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اردبیل؛ بیونیك یا مهندسی ملهم از زیست شناسی (Bionics ) الگوگیری از سامانه ها، ساختارها و ساز و كارهای طبیعت و موجودات زنده برای ابداع و اختراع، پدیدآوردن فناوری و حل مسائل فنی-مهندسی است.

این رشته به عنوان یك دانش میان رشته ای و یك روش شناسی حل خلاق مسئله، از شاخه ها یا گرایش های تخصصی خلاقیت نوآوری شناسی (Creanovatology) به شمار می رود. به عبارتی می توان گفت بیونیك هنر به كارگیری دانش سیستم های زنده در حل مسائل فنی است.

این رشته به عنوان یك دانش میان رشته ای و یك روش شناسی حل خلاق مسئله، از شاخه ها یا گرایش های تخصصی خلاقیت نوآوری شناسی به شمار می رود. طبیعت با گذر از عصرهای بسیار دچار تغییرات و جهش های بسیاری شده است و به تكامل رسیده است. طبیعت هرآنچه را كه با محیط سازگاری نداشته از بین برده و امروزه، طبیعتی كه ما در آن زندگی می كنیم و هر جاندار موجود در آن، تكامل یافته ترین مخلوق در نوع خود تا به امروز می باشد.



این بدان معنی است كه هر مكانیسم و ساختاری در طبیعت در بهترین كارآمدترین حالت خود قرار دارد. پس بشریت می تواند با مطالعهٔ این طبیعت تكامل یافته، در طراحی دست ساخته های خود ایده بگیرد. از اواخر قرن بیست شاهد بسیاری از دستاوردهای بشری هستیم كه اگر دقیق تر به آن ها نگاه كنیم، درمی یابیم كه الهام گرفتن از طبیعت كمك شایانی به بهتر ساختن آن ها كرده است.

محققان در سال های اخیر با استفاده از علم بیونیك موفق به ساخت اندام های الكترونیكی و یا مكانیكی مختلف شده اند كه چشم بیونیكی یكی از آنهاست.

مفهوم چشم بیونیك مبتنی بر ایده ای است كه نخستین بار چند دهه پیش شكل گرفت: تحریك الكترونیكی مغز به منظور دیدن نقاطی نورانی موسوم به ""فُسفِن"" كه مشابه پیكسل های روی صفحه كامپیوتر هستند.

چشم بیونیك چیست؟

چشم بیونیك، یك چشم مصنوعی است كه حس بینایی را به مغز منتقل می سازد. چشم بیونیك متشكل است از سیستم های الكترونیكی كه شامل سنسورهای تصویر، میكرو پردازشگرها، گیرنده ها، فرستنده های رادیویی و تراشه های شبكیه می باشد. این تكنولوژی به نابینایان كمك می كند كه بتوانند ببینند.



تراشه رایانه ای چشم بیونیك در پشت چشم فرد نابینا كار گذاشته شده و به یك دوربین ویدئویی كوچك كه در عینك فرد جاسازی شده، متصل می گردد. تصویر ضبط شده توسط دوربین روی تراشه متمركز شده و به سیگنالی الكترونیكی كه مغز می تواند تفسیرش كند، تبدیل می گردد. تصاویر تولید شده توسط چشم بیونیك چندان كامل نیستند ولی به قدر كافی واضح هستند كه بتوان تشخیصشان داد. چشم بیونیك پیوند زده شده، سلول های بیمار شبكیه را دور زده و داخل سلول های سالم می شود.

چشم بیونیك چگونه كار می كند؟

چشم بیونیك از 3500 فوتودیود (دیود نوری) تشكیل شده كه در پشت شبكیه فرد كار گذاشته می شوند . این دیودها، نور معمولی را به سیگنال الكتریكی تبدیل كرده و آن را به مغز ارسال می كند.

چشم بیونیك مشابه چشم انسان كار می كند چرا كه تصویر را از دوربین كوچكی می گیرد كه در قاب عینك فرد نابینا تعبیه شده است. پس از اینكه دوربین، تصویر را ضبط كرد، آن را به یك تراشه الكترونیكی كوچك ( میكروپردازشگر) ارسال می كند. كار میكروپردازشگر این است كه داده های تصویری را به سیگنال های الكترونیكی تبدیل كند و سپس سیگنال ها را برای یك گیرنده بفرستد. بعد از آن، سیگنال ها از طریق یك كابل بسیار كوچك به صفحه الكترودی كه دكترها در پشت چشم فرد نابینا جاسازی كرده اند، فرستاده می شوند.



صفحه الكترود، پالس هایی را تولید می كند كه توسط عصب بینایی به مغز ارسال می شوند. اگر عصب بینایی فرد نابینا آسیب دیده باشد، از ابزاری استفاده خواهیم كرد كه قادرند سیگنال را از راه های دیگری به مغز بفرستند. مغز پس از دریافت سیگنال، شروع به رمزگشایی آن می كند و به این ترتیب ما می فهمیم كه سوژه چیست.

آینده چشم بیونیك

در آینده قادر خواهیم بود كه تعداد الكترودهای چشم بیونیك را افزایش داده و از این طریق، تصاویر رنگی و واضح تری را برای افراد نابینا به وجود آوریم.

دانشمندان در حال آزمایش چشم های بیونیكی هستند كه الكترودهای بیشتری دارند و قادرند شبكیه را دور زده و سیگنال ها را مستقیما به مغز برسانند.

دیدن با چشم بیونیك چگونه است؟

تصویری كه چشم بیونیك به وجود می آورد با آنچه كه چشم انسان می بیند، تفاوت دارد. تصویر ایجاد شده توسط چشم بیونیك، كامل یا واضح نیست. تحریك الكتریكی نورون های سالم باعث می شود كه فرد، نقاط نورانی كوچكی (فسفن ها) را رویت كند. رویت فسفن ها، پدیده ای است كه در آن، بدون اینكه نوری وارد چشم ها شود، شخص نقاط نورانی را می بیند. این پدیده مانند دیدن بعضی رنگ هاست زمانی كه چشمانتان را می بندید.



تصویری كه چشم بیونیك به وجود می آورد

بنابراین، تصویر ایجاد شده توسط چشم بیونیك عبارت است از یك سری نقاط و اشكال نورانی كه به شخص كمك می كند تا به طرحی كلی از محیط اطرافش دست یابد.

در حال حاضر، تصاویری كه توسط چشم بیونیك ایجاد می شوند بسیار ابتدایی بوده و برای كارهایی مانند تشخیص موقعیت یك شی یا فرد و پیدا كردن در، استفاده می شوند.



محدودیت های چشم بیونیك

همه انواع نابینایی را نمی توان از طریق چشم بیونیك درمان نمود. برای مثال، چشم بیونیك نمی تواند به افراد مبتلا به آب سیاه كمك كند كه ببینند. چشم بیونیك، اساسا به نابینایانی كمك می كند كه به بیماری رِتینیت پیگمِنتوزا مبتلا هستند.

عمل پیوند چشم مصنوعی مانند هر پیوند دیگری یك عمل پرخطر است و ممكن است مشكلات و عوارض جدی به دنبال داشته باشد.

همانطور كه می دانیم چشم بیونیك یك چشم واقعی نیست و بنابراین نمی تواند یك دید 100٪ كامل به افراد بدهد.

چشم بیونیك بازیابی كننده ""بینایی"" در مسیر آزمایشات انسانی پیش می رود

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری و به نقل از نیواطلس؛ چشم Phoenix99 Bionic شامل یك ماژول ارتباطی است كه در پشت گوش (سمت چپ) و یك ماژول تحریك كه روی شبكیه (راست) دانشگاه سیدنی كاشته می شود.

ممكن است امید جدیدی برای افراد مبتلا به انواع خاصی از نابینایی وجود داشته باشد، زیرا یك دستگاه آزمایشی بازگرداننده بینایی برای كاشت بی خطر تلقی شده است. با این حال، هنوز باید روی انسان آزمایش شود، و احتمالاً شكل نسبتاً ابتدایی دید را ارائه می دهد.

این پروتز كه با نام چشم بیونیك Phoenix99 شناخته می شود، در حال حاضر توسط دانشمندان دانشگاه سیدنی استرالیا و دانشگاه نیو ساوت ولز در حال توسعه است. این برای استفاده در بیماران مبتلا به نابینایی ناشی از شرایط دژنراتیو مانند رتینیت پیگمانتوزا، كه در آن شبكیه آسیب دیده است اما عصب بینایی دست نخورده باقی می ماند، در نظر گرفته شده است.

این سیستم دارای یك دوربین فیلمبرداری كوچك است كه روی یك عینك نصب شده است كه صحنه را در مقابل كاربر تصویر می كند. خروجی آن به یك سیگنال بی سیم تبدیل می شود كه از دوربین به یك ماژول ارتباطی كاشته شده در زیر پوست پشت گوش بیمار منتقل می شود.

آن ماژول به نوبه خود سیگنال ویدئویی را به الگوی پالس های الكتریكی رمزگشایی می كند كه به یك ماژول تحریكی كه روی شبكیه چشم (چشم) آسیب دیده كاشته می شود، منتقل می شود. این دستگاه می تواند نورون های گیرنده نوری ناكارآمد شبكیه را دور بزند، نورون هایی كه توانایی خود را در واكنش به نور متمركز بر روی شبكیه از دست داده اند. در عوض، ایمپلنت مستقیماً سلول های گانگلیونی زیرین (و هنوز هم عملكردی) شبكیه را تحریك می كند كه مسئول جمع آوری ورودی از دیگر سلول های شبكیه و انتقال آن در طول عصب بینایی به مغز هستند.



ساموئل اگنبرگر، مهندس زیست پزشكی یو سیدنی به ما می گوید: با توجه به كیفیت بینایی بازسازی شده، ما می دانیم كه با آنچه كه دید طبیعی می خوانیم بسیار متفاوت است. مفاهیم مشابهی از تحریك الكتریكی شبكیه چشم بر روی انسان ها در سراسر جهان آزمایش شده است و نتایج بسیار متغیر بوده است، اما انتظارات باید این باشد كه پروتز اطلاعات ساده ای را در مورد محیط اطراف فرد مانند شناسایی موانع، با هدف كمك به ارائه دهد. با ناوبری، جهت یابی یا حتی خواندن حروف بزرگ.""

در یك مطالعه سه ماهه اخیر، مشخص شد كه تنظیمات Phoenix99 توسط بدن گوسفندانی كه در آنها كاشته شده بود، به خوبی تحمل می شد. هیچ واكنشی در بافت اطراف اجزا وجود نداشت، و دانشمندان را به این باور رساند كه این سیستم می تواند به طور ایمن برای چندین سال در جای خود باقی بماند. این تیم اكنون در حال درخواست مجوز برای انجام آزمایشات بالینی بر روی انسان است.

اگنبرگر می گوید: ما امیدواریم كه از طریق این فناوری، افرادی كه با از دست دادن شدید بینایی ناشی از اختلالات دژنراتیو شبكیه زندگی می كنند، بتوانند حس بینایی مفیدی را به دست آورند.

مقاله ای در مورد مطالعه گوسفند به تازگی در مجله Biomaterials منتشر شده است.

انتهای پیام/