Ultrason Bizlere Bebeğimizin İlk Fotoğraflarını Verdi Peki Körlüğe Çözüm Olabilir mi?

USC Gayle ve Edward Roski Eye Institute tarafından 2016 yılında yürütülen araştırmaya göre, görme bozukluğu veya körlüğü olan Amerikalıların sayısının 2050 yılında 8 milyonu geçmesi bekleniyor. En genç bebek patlamalarının 2029 yılına kadar 65 yaşına ulaşmasıyla birlikte, “gümüş tsunami” olarak adlandırılan dönemde yaşa bağlı göz hastalıklarının ve rahatsızlıklarının artması bekleniyor.

Tıp uzmanlarına göre, bu vakaların birçoğunun retinadaki dejeneratif hastalıklardan, retinanızdaki ışığa duyarlı fotoreseptörlerin ilerleyici dejenerasyonundan kaynaklanacağını söylemek pekte yanlış değil. Bu tahminlere dayanarak, fotoreseptör dejenerasyonu hastalıklarına bağlı görme kaybını tedavi eden yeni teknolojilere karşı bir ihtiyaç söz konusu.

Şu anda görme kaybının tedavisi için başarılı bir non-invaziv terapötikler bulunmamakla birlikte, USC’deki araştırmacılar bu büyüyen sorunu ele almak için yeni bir fikir buldular.

Şu anda oftalmologlar, pahalı ve invaziv cerrahi gerektiren bir teknik olan elektrot cihazlarını gözün içine yerleştirerek retina nöronlarını doğrudan uyarmak için elektronik teknolojiyi kullanıyor. USC Viterbi Mühendislik Okulu Biyomedikal Mühendisliği Bölümü’ndeki araştırma ekibi, beş duyudan birini kullanarak görüşü geri getirebilecek cerrahi olmayan bir çözümü araştırıyor.

Ultrason Teknolojisi

USC’de biyomedikal mühendisliği ve oftalmoloji profesörü Qifa Zhou, “Bu yenilikçi bir teknolojidir. Şu anda, elektrik stimülasyonunun yerini almak için ultrason stimülasyonunu kullanmak için hayvan deneyleri yapıyoruz.” Diyor.

Araştırma grubuna Zhou ve USC’de oftalmoloji ve biyomedikal mühendisliği profesörü ve dünyanın ilk yapay retinası olan Argus II’nin mucitlerinden biri olan Mark S. Hümayun başkanlık ediyor.

Zhou’nun laboratuvarında doktora öğrencisi olan Gengxi Lu, “Hiçbir ameliyat gerekmediğinden ve vücuda herhangi bir cihaz implante edilmeyeceğinden, geliştirmeye çalıştığımız bu teknoloji oldukça avantajlıdır. Giyilebilir bir ultrason cihazı, retinayı uyarmak için ultrason dalgaları üretecek ve dolaylı olarak görme sağlanacak.”Diyor.

Araştırmacılar göze basınç uygulamanın nöronları harekete geçirebileceğini ve beyne sinyal gönderebileceğini fark ettiler tıpkı gözleriniz kapalıyken göz kürenizi hafifçe bastırdığınızda şekillerin ve parlak noktaların belirmesi gibi.

Işıkla aktive olan normal bir gözün aksine, bu çalışmada kör gözler ultrason dalgaları tarafından üretilen mekanik basınçlarla uyarılıyor.

Lu, “Gözün retinasında bulunan nöronlar, mekanik stimülasyona yanıt veren mekanik olarak hassas kanallara sahiptir.  Bu nöronlar, mekanik basınç oluşturmak için ultrason kullandığımızda aktive oluyor.” Diyor.

Nasıl Çalışır

Bu ultrason dalgalarını içeren teknolojiyi test etmek için, klinik öncesi çalışmalarda USC’deki ekip, insanların duyamayacağı yüksek frekanslı ultrason dalgalarını kullanarak kör bir farenin gözlerini uyardı.

Bu araştırmada kullanılan teknolojiyi, hamile bir kadının rahmine ses dalgaları gönderen ve yansıyan ses dalgalarını alarak bebeği görüntülemekte kullanılan ultrason probu ile benzer düşünülebilir.

Bu durumda, araştırma grubu, retina uyarımı için, gözün arka kısmında bulunan retinaya ses dalgaları göndermek için gözün belirli bir bölgesine yönlendirilebilen küçük bir ultrason cihazı tasarladı.

Çalışmada manipüle edilebilen ve gözün belirli bir bölgesine odaklanabilen bu yüksek frekanslı sesleri kullanarak; ultrason dalgalarına bir model yansıtıldığında – örneğin, ‘C’ harfi – farenin beyninin benzer bir modeli algılayabildiği gözlemlendi.

İnsanlardan farklı olarak, araştırmacılar, ultrasonla yapılan retina uyarımı sırasında farenin görsel deneyimleri hakkında doğrudan cevaplar alamıyorlar. Farenin ultrason dalgalarından tam olarak neyi görselleştirebildiğine dair gelişen bu soruları yanıtlamak için ekip, çok elektrotlu bir dizi takarak doğrudan farenin görsel korteks olarak bilinen görsel beyin alanından görsel aktiviteyi ölçtü.

Araştırmacılar, beyinden kaydedilen görsel aktivitelere dayanarak, farenin göze yansıtılan ultrason stimülasyon modeliyle karşılaştırılabilir görselleştirmeleri algılayabildiğini buldu.

Gelecek

Araştırma şu anda Ulusal Göz Enstitüsü’nden (NEI) dört yıllık 2.3 milyon dolarlık bir hibe ile finanse ediliyor. Ekip, çalışmalarını bir sonraki seviyeye taşımak için yakın zamanda başka bir NEI hibesine başvurdu.

Mevcut çalışmalar çoğunlukla kemirgen modelleri kullanılarak yürütülmektedir. Ancak ekip, insan klinik deneylerini gerçekleştirmeden önce bu yaklaşımı insan olmayan primat modelleri kullanarak test etmeyi planlıyor.

Dr. Zhou, “Şu anda ultrason sinyallerini retinaya göndermek için farenin göz küresinin önüne yerleştirilmiş bir dönüştürücü kullanıyoruz, ancak nihai hedefimiz kablosuz bir lens dönüştürücü oluşturmak” dedi.

Ekip şu anda görme çalışması için ultrason teknolojisinin yeteneklerini analiz ederken, gelecekteki hedefleri daha net görüntüler oluşturmak ve ultrason dönüştürücüsünü yeni nesil için giyilebilir bir kontakt lens üzerine kurmaktır.

Ayrıca, bu yeni ultrason teknolojisi için, görme bozukluğunun yıllarca tedavi edilme şeklini değiştirmeyi uman ve hali hazırda bekleyen bir patenti de var.

Haber içeriği ile ilgili video:

Kaynak: sciencedaily.com