Biologické oko je velmi složitý orgán a lidé se již desítky let snaží tento nejjemnější orgán napodobit pomocí technologie. Stávající oční protézy zaostávají díky nízkému rozlišení a 2D plochým obrazovým snímačům.
Tento nedostatek nyní překonal mezinárodní tým výzkumníků z Hongkongské univerzity vědy a technologie (HKUST) a Kalifornské univerzity v Berkley, když poprvé vyrobil biomimetickou oční protézu pomocí soustavy nanodrátků, která vytváří polokulovitou umělou sítnici. Tj. 3D snímač obrazu.
V časopise Nature (paywall) tým z HKUST představuje své „elektrochemické oko“ (EC-Eye). Zatímco má velký příslib v oblasti robotiky a pro lidi se zrakovým postižením, v možná ještě lákavějších budoucích aplikacích se tým domnívá, že jejich EC-Eye může skutečně nabídnout ostřejší vidění než přirozené lidské oko a zahrnovat další funkce, jako je schopnost detekovat infračervené záření ve tmě. Tím se ovšem dostáváme do oblasti transhumanismu a s tím souvisejícího etického chaosu. Kromě toho, že EC-Eye vzrušuje fanoušky science fiction, je však zcela jistě bezprostředním příslibem pro ty, jejichž přirozený zrak je vážně poškozen.
Klíčem k tomuto novému umělému oku je výše zmíněná soustava nanodrátků. Tyto nanodrátky jsou odvozeny z technologie perovskitových solárních článků a jsou v podstatě jednotlivými nanosolárními buňkami, a proto mohou napodobovat biologické fotoreceptory nacházející se v sítnici. Tyto nanodrátky pak byly připojeny ke svazku drátků z tekutého kovu, které sloužily jako umělé nervy a úspěšně vedly světelné signály na počítačovou obrazovku, která zobrazovala, co soustava nanodrátků „vidí“.
Vzhledem k tomu, že výzkum rozhraní mezi elektronikou a nervem je již v plném proudu, doufáme, že jednoho dne by tyto nanodrátky mohly být přímo implantovány a připojeny k zrakovým nervům pacientů s poruchami zraku. Ještě překvapivější je, že tato umělá sítnice je lepší než sítnice přirozená, pokud jde o nedostatky, které vznikly vývojem přirozené sítnice. Všechny sítnice mají slepou skvrnu, která je způsobena tím, že svazky zrakových nervů se musí někde na sítnici spojit, aby mohly přenášet informace do mozku. V tomto místě spojení na sítnici není místo pro fotoreceptorové buňky, a proto je na sítnici slepé místo. Mozek naštěstí toto slepé místo „vyplní“, takže lidé se zdravým zrakem ho nevidí. Účinky této slepé skvrny však můžete pozorovat, pokud se v noci rádi díváte na hvězdy. Najděte si velmi slabou hvězdu a zkuste se na ni podívat přímo; bude špatně viditelná, ale snáze ji uvidíte, když se místo toho budete dívat přímo kolem ní.
EC-Eye takovou slepou skvrnu nemá.
Navíc jsou nanodrátky hustší než fotoreceptorové buňky v lidské sítnici. Teoreticky tedy může umělá sítnice detekovat více světelných signálů, a tudíž vytvářet vyšší rozlišení obrazu než i ta nejzdravější sítnice člověka se zrakem dvaceti dva.
Výhodou EC-Eye oproti přirozenému oku je také skutečnost, že použití různých materiálů může umožnit detekci vyššího spektrálního rozsahu, což potenciálně umožní lidem s takovými implantáty EC-Eye vidět ve tmě, pokud jejich umělá sítnice dokáže detekovat infračervené světlo.
Autoři však upozorňují, že tato technologie je stále v rané fázi.
„Vždy jsem byl velkým fanouškem science fiction,“ uvedl v tiskové zprávě profesor Zhiyong Fan z HKUST a hlavní autor studie, „a věřím, že mnoho technologií, které se objevují v příbězích, například o mezigalaktickém cestování, se jednoho dne stane skutečností. Bez ohledu na rozlišení obrazu, úhel pohledu nebo uživatelskou přívětivost se však současné bionické oči stále nemohou rovnat svým přirozeným lidským protějškům. Nová technologie, která by tyto problémy řešila, je naléhavě potřeba, a to mě silně motivuje k zahájení tohoto netradičního projektu.“