Они говорят, что компьютерная голография может использоваться в сочетании с техникой, называемой оптогенетикой, которая использует генную терапию для доставки светочувствительных белков к поврежденным нервным клеткам сетчатки. В таких условиях, как пигментный ретинит (РП) – заболевание, которым страдает примерно один из 4000 человек в Соединенных Штатах – эти светочувствительные клетки дегенерируют и приводят к слепоте.
«Основная идея оптогенетики состоит в том, чтобы взять светочувствительный белок из другого организма, обычно из водорослей или бактерий, и вставить его в клетку-мишень, и это фотосенсибилизирует клетку», – объяснил Шохам.
Интенсивные световые импульсы могут активировать нервные клетки, вновь сенсибилизированные этим методом генной терапии.
Но Шохам сказал, что исследователи во всем мире все еще ищут лучший способ передать световые узоры, чтобы сетчатка "видела" или реагировала почти нормальным образом.
План состоит в том, чтобы когда-нибудь разработать протезную гарнитуру или окуляр, которые человек мог бы носить, чтобы преобразовывать визуальные сцены в световые узоры, стимулирующие генетически измененные клетки.
В своей статье в феврале. В 26 выпуске журнала Nature Communications исследователи Техниона показывают, как свет от компьютерной голографии можно использовать для стимуляции этих восстановленных клеток в сетчатке мышей.
По их словам, ключом к успеху является использование интенсивного, точного и точного светового стимула, способного активировать активность множества клеток одновременно.
«Голография, которую мы используем, имеет то преимущество, что она относительно точна и интенсивна», – сказал Шохам. "И вам нужны эти две вещи, чтобы увидеть."
Исследователи обратились к голографии после изучения других вариантов, включая лазерные дефлекторы и цифровые дисплеи, используемые во многих портативных проекторах для стимуляции этих клеток.
По словам Шохама, у обоих методов есть свои недостатки.
Цифровые световые дисплеи могут одновременно стимулировать множество нервных клеток, «но они имеют низкую интенсивность света и очень низкую световую эффективность», – сказал Шохам. Генетически восстановленные клетки менее чувствительны к свету, чем нормальные здоровые клетки сетчатки, поэтому для активации им предпочтительно нужен яркий источник света, такой как лазер.
«Лазеры дают интенсивность, но они не могут дать параллельную проекцию», которая одновременно стимулировала бы все клетки, необходимые для получения полной картины, – отметил Шохам. "Голография – это способ получить лучшее из обоих миров."
Исследователи проверили потенциал голографической стимуляции клеток сетчатки в лаборатории и провели некоторую предварительную работу с этой технологией на живых мышах с поврежденными клетками сетчатки. Эксперименты показывают, что голография может обеспечить надежную и одновременную стимуляцию нескольких клеток с миллисекундными скоростями.
Но внедрение голографических протезов на людях – это далекое будущее, предупредил Шохам.
Его команда изучает другие способы, помимо оптогенетики, для активации поврежденных нервных клеток. Например, они также экспериментируют с ультразвуком для активации тканей сетчатки и головного мозга.
И Шохам сказал, что голография сама по себе «также обеспечивает очень интересный путь к трехмерной стимуляции, которую мы не так часто используем в сетчатке, но очень интересны в других проектах, где она позволяет нам стимулировать трехмерную ткань мозга."
В середине февраля U.S. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов одобрило первый искусственный сетчатка и протез сетчатки, который работает иначе, чем проект Техниона.
В одобренном FDA устройстве Argus II используется искусственная «сетчатка», состоящая из электродов и протеза, похожего на очки, для передачи световых сигналов на электроды.
«Я думаю, что лаборатория Шай очень умна, чтобы использовать многие методы восстановления зрения», – сказал Эял Маргалит, специалист по заболеваниям сетчатки в Медицинском центре Университета Небраски.
Он сказал, что исследователи во всем мире также ищут способы использовать стволовые клетки для замены поврежденных клеток сетчатки, для трансплантации целых слоев здоровых клеток сетчатки и в некоторых случаях «полностью обходить глаз и напрямую стимулировать кору головного мозга», чтобы восстановить потерянное зрение.
Соавторами статьи Шохама были доктор. Инна Реуцкая-Гефен, Лиор Голан, д-р.
Наируз Фарах, Ади Шейтер, Лимор Цур и доктор. Инбар Брош.