پلیمر‌های فتوولتاییک بینایی را به موش‌های نابینا برگرداندند

پلیمر‌های فتوولتاییک بینایی را به موش‌های نابینا برگرداندند

پژوهشگران ایتالیایی موفق به توسعه‌ی نوعی از ایمپلنت با استفاده از پلیمرهای فتوولتاییک شدند که بینایی را به موش‌های دچار فرسودگی شبکیه برمی‌گرداند.

چشم انسان از اعضای مختلفی تشکیل شده است که در بیماری‌های مرتبط با نابینایی این اعضا بدون مشکل به کار خود ادامه می‌دهند. با این حال مشکل را باید در قسمت انتهایی چشم یا شبکیه با مجموعه‌ای از سلول‌های حساس به نور جست‌و‌جو کرد. بسیاری از بیماری‌های چشمی منجر به فرسودگی شبکیه و در نهایت از دست رفتن قدرت بینایی خواهند شد؛ اگرچه شبکه‌های عصبی پشت این سلول‌ها کار خود را در انتقال سیگنال‌های عصبی به درستی انجام می‌دهند.

بازگرداندن قدرت بینایی با شروع فرسودگی شبکیه، یکی از موضوعات مهم در پژوهش‌ها به حساب می‌آید. در همین رابطه روش‌های متعددی برای حل مشکل شبکیه پیشنهاد شده است. راه‌حل‌های پشنهادی طیف گسترده‌ای از روش‌ها را در برمی‌گیرند؛ از روش‌های بیولوژیکی و استفاده از مهندسی ژنتیک برای جایگزینی دیگر سلول‌های داخل چشم در جهت حساسیت به نور گرفته تا روش‌های الکترونیکی و استفاده از دوربین‌ در خارج از چشم برای انتقال سیگنال‌ها به ایمپلنت کار گذاشته شده در داخل چشم و تحریک مصنوعی سلول‌های شبکیه. در این بین پژوهشگران ایتالیایی روشی جدید را معرفی کرده‌اند که در حقیقت بین این دو روش موجود قرار می‌گیرد: استفاده از پلیمرهای فتوولتاییک که جایگزین شبکیه خواهند شد.

طراحی این محصول بسیار ساده است. پژوهشگران برای شروع از ابریشم استفاده کرده‌اند. ابریشم یک ماده‌ی زیست‌سازگار (Biocompatible) محسوب می‌شود که سلول‌های زنده قادر به رشد یا تکثیر اطراف آن هستند. در مرحله‌ی بعد، روی ابریشم، پلمیر هادی [poly(3,4-ethylene- dioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)] و در مرحله‌ی آخر، پلیمر نیمه‌هادی ارگانیک [(poly(3-hexylthiophene] قرار داده می‌شود. لایه‌ی آخر نقش ماده‌ی فتوولتاییک در برابر نور محیط بازی می‌کند. با کار گذاشتن این محصول روی شبکیه، نور وارد شده توسط آن جذب و به صورت سیگنال به سلول‌های عصبی پشت شبکیه انتقال داده می‌شود.

برای آزمایش این ایده، پژوهشگران از موش‌ها استفاده کردند. بدین ترتییب گروهی از موش‌هایی که دچار فرسودگی شبکیه شده بودند، انتخاب شدند و با عمل جراحی، محصول طراحی شده روی شبکیه‌‌ی آن‌ها ایمپلنت شد. با این روش ۱۰ تا ۱۵ درصد از قسمت انتهایی هر چشم تحت پوشش این محصول قرار گرفت. با گذشت زمان، مراحل آزمایش حساسیت به نور در موش‌ها شروع شد.

نتایج کار رضایت بخش به نظر می‌رسد. در حالی‌که موش‌های گرو‌ه کنترل که عملی روی آن‌ها اتفاق نیفتاده بود، به سمت نابینایی کامل حرکت می‌کردند، موش‌های گروه‌ آزمایش نسبت به نور حساسیت مناسبی نشان دادند. در این آزمایش‌ها محققان روی مردمک چشم این موش‌ها تمرکز کردند. به طور معمول با قرارگیری چشم در معرض نور، مردمک تنگ‌تر می‌شود. در شدت نور پایین (یک لوکس که به مقدار ناچیزی از شدت نور ماه کامل بیشتر است)، واکنش مردمک هر دو گروه از موش‌ها یکسان بود؛ اما با افزایش شدت نور تا ۴ لوکس، بسته شدن مردمک در موش‌های گروه کنترل افزایش می‌يافت.

اگرچه این نوع از الگو‌های واکنشی به خوبی خود شبکیه عمل نمی‌کنند، آزمایش‌های متعددی را برای پژوهشگران به دنبال داشتند. به عنوان مثال می‌توان به تمایل‌نداشتن موش‌ها به برخورد با محیط‌های پر نور و پاسخ مثبت به الگو‌هایی با وضوح اپتیکی اشاره کرد.

یکی دیگر از دستاوردهای مثبت این آزمایش، مشاهده‌ی فعالیت قشر دیداری مغز با به کارگیری ایمپلنت بود. برای این کار پژوهشگران در یکی از چشم‌های موش ایمپلنت را کار گذاشته و چشم دیگر را دست نخورده باقی گذاشتند. با قرارگیری چشم در معرض نور، قشر دیداری سمت مخالف ایمپلنت، فعال شد. به طور معمول سیگنال‌های منتقل‌شده از شبکیه‌ی هر چشم به قشر دیداری سمت مخالف خود در مغز حرکت می‌کنند. نکته‌ی مثبت دیگر این روش نبود علايمی از التهاب یا عفونت در چشم بعد از گذشت ۶ ماه از عمل جراحی است.

تحقیقات قبلی ایمپلنت، مبتنی بر روش‌هایی است که در دنیای واقعی کاربرد کمتری دارند. در یکی از این روش‌ها حسگر‌هایی در خارج از چشم قرار می‌گیرند و با استفاده از سیم، سیگنال‌ها به ناحیه‌ی پشتی چشم منتقل می‌شوند. در روشی دیگر از فتوولتاییک استفاده می‌شود که تنها به نور‌هایی با طول موج مشخص یا شدت معین واکنش نشان می‌دهد. علاوه بر مشکل این روش‌ها، جنس ایمپلنت‌های به کار گرفته‌شده هم معمولا فلزی با ساختاری محکم است که محدودیتی دیگر برای آن‌ها به حساب می‌آید.

نکته‌ی جالب در این تحقیق نامعلوم‌بودن مکانیز‌م‌های دریافت نور و تبدیل آن به سیگنال‌های عصبی است. محققان نیز با اعلام این بخش به مشخص‌نبودن تمامی ابعاد محصول خود اعتراف کرده‌اند. بخش نامعلوم دیگر این تحقیق به کیفیت مشاهدات موش‌ها برمی‌گردد. مشاهدات موش‌ها در موقع بینایی و با استفاده از ایمپلنت را نمی‌توان مقایسه کرد و در نتیجه نمی‌توان کیفیت آن‌ها را بررسی کرد. با این حال از آن‌جا که تحقیقات قبلی راه خود را به آزمایش‌های انسانی باز کرده‌بودند، امیدواریم این محصول نیز به مرحله‌ی تست‌های بالینی برسد.

منبع arstechnica

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید