Det biologiske øje er et yderst komplekst organ, og man har brugt årtier på at forsøge at efterligne dette yderst delikate organ ved hjælp af teknologi. Eksisterende øjenproteser er utilstrækkelige med lave opløsninger og 2D-flade billedsensorer.
Nu har et internationalt hold af forskere fra Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) og University of California, Berkley, overvundet denne mangel ved for første gang at fremstille en biomimetisk øjenprotese ved hjælp af et nanotrådsarray, der skaber en halvkugleformet kunstig nethinde. Dvs. en 3D-billedsensor.
Der er offentliggjort i Nature (betalingsmur), og holdet på HKUST fremviser deres “elektrokemiske øje” (EC-Eye). Selv om det er meget lovende inden for robotteknologi og for mennesker med synshandicap, mener holdet, at deres EC-Eye i måske mere spændende fremtidige anvendelser faktisk kan give et skarpere syn end et naturligt menneskeligt øje og omfatte ekstra funktioner som f.eks. evnen til at detektere infrarød stråling i mørke. Dette er naturligvis et skridt ind i transhumanismens område og det etiske morads, som dette medfører. Men ud over at begejstre science fiction-fans er EC-Eye helt sikkert mere umiddelbart lovende for dem, hvis naturlige syn er alvorligt svækket.
Nøglen til dette nye kunstige øje er det ovennævnte nanotrådsmønster. Disse nanotråde er afledt af perovskit-solcelleteknologi og er i det væsentlige individuelle nano-solceller og kan derfor efterligne biologiske fotoreceptorer, der findes i nethinden. Disse nanotråde blev derefter forbundet med et bundt af ledninger af flydende metal, der fungerede som kunstige nerver, som med succes kanaliserede lyssignalerne til en computerskærm, der viste, hvad nanotrådearrayet kunne “se”.
Med forskning i grænseflader mellem elektronik og nerver, der allerede er godt i gang, er det håbet, at disse nanotrådenetiner en dag kan blive direkte implanteret og fastgjort til synsnerverne hos synshandicappede patienter. Endnu mere forbløffende er det, at denne kunstige nethinde er bedre end en naturlig nethinde, når det drejer sig om de mangler, der er opstået i forbindelse med udviklingen af den naturlige nethinde. Alle nethinder har en blind plet, som skyldes, at bundterne af synsnerver skal forbindes et sted på nethinden for at transportere information til hjernen. Dette forbindelsespunkt på nethinden har ikke plads til fotoreceptorceller og er derfor en blind plet på nethinden. Heldigvis “udfylder” hjernen dette blinde punkt, så folk med et sundt syn ikke ser det. Virkningerne af denne blinde plet kan dog ses, hvis du kan lide at kigge op på stjernerne om natten. Find en meget svag stjerne, og prøv at se direkte på den; den bliver svær at se, men den er nemmere at se, hvis du i stedet ser direkte omkring den.
E EC-Eye har ikke en sådan blind plet.
Dertil kommer, at nanotrådene har en højere tæthed end fotoreceptorcellerne i den menneskelige nethinde. Derfor kan den kunstige nethinde i teorien registrere flere lyssignaler og derfor producere en højere billedopløsning end selv den mest sunde nethinde hos et menneske med tyve-tyve-syn.
Fordelene ved et EC-Eye i forhold til et naturligt øje er også, at brugen af forskellige materialer kan gøre det muligt at registrere et højere spektralområde, hvilket potentielt vil gøre det muligt for personer med sådanne EC-Eye-implantater at se i mørke, hvis deres kunstige nethinde kan registrere infrarødt lys.
Forfatterne advarer dog om, at denne teknologi stadig er på et tidligt stadie.
“Jeg har altid været en stor fan af science fiction”, siger professor Zhiyong Fan fra HKUST i en pressemeddelelse og hovedforfatter på undersøgelsen, “og jeg tror, at mange teknologier, der optræder i historier som f.eks. historier om intergalaktiske rejser, en dag vil blive til virkelighed. Men uanset billedopløsning, synsvinkel eller brugervenlighed kan de nuværende bioniske øjne stadig ikke måle sig med deres naturlige menneskelige modstykke. Der er et presserende behov for en ny teknologi til at løse disse problemer, og det giver mig en stærk motivation til at starte dette ukonventionelle projekt.”